JP2016036937A - Liquid discharge device, and head unit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid discharge device which can accurately detect a change of electromotive force of a piezoelectric element in accordance with residual vibration.SOLUTION: A liquid discharge device includes a piezoelectric element, a pressure chamber, a nozzle which discharges a liquid charged in an inside of the pressure chamber, a discharge state determination part which determines a discharge state of the liquid from the nozzle based on a residual vibration signal indicating a change of electromotive force of the piezoelectric element in response to residual vibration generated in the pressure chamber, a drive signal generation part which generates a drive signal, and an integrated circuit which transmits the drive signal to the piezoelectric element. An upper wiring layer of the integrated circuit includes first internal wiring, to which the drive signal is supplied, and second internal wiring, to which the electromotive force of the piezoelectric element is supplied. A lower wiring layer includes a residual vibration detection part which generates the residual vibration signal, a first switch which switches on and off of the piezoelectric element and the first internal wiring, and a second switch which switches on and off of the piezoelectric element and the second internal wiring. A shield part is arranged on a third wiring layer between the first wiring layer and the second wiring layer.SELECTED DRAWING: Figure 19

Description

本発明は、液体吐出装置、及び、ヘッドユニットに関する。   The present invention relates to a liquid ejection device and a head unit.

インクジェットタイプのプリンターは、キャビティ内のインクをノズルから吐出することによって印刷を行う。インクは、乾燥すると増粘する。キャビティ内のインクが増粘すると、吐出不良の原因となることがある。また、キャビティ内のインクに気泡が含まれたり、あるいは、紙粉がインクを吐出するノズルに付着すると、吐出不良の原因となることがある。よって、ノズルからのインクの吐出状態を検査することが好ましい。
特許文献1には、圧電素子を用いてキャビティ内のインクに振動を与え、その残留振動に対するインクの挙動を検知することによって、ノズルからのインクの吐出状態を判定する手法が開示されている。
An ink jet type printer performs printing by discharging ink in a cavity from a nozzle. The ink thickens when dried. If the ink in the cavity thickens, it may cause ejection failure. Further, if bubbles in the ink in the cavity or paper dust adheres to the nozzle that ejects ink, it may cause ejection failure. Therefore, it is preferable to inspect the ejection state of ink from the nozzles.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 discloses a method of determining the ink ejection state from a nozzle by applying vibration to ink in a cavity using a piezoelectric element and detecting the behavior of the ink with respect to the residual vibration.

特開2004−276544号公報(図31)Japanese Patent Laying-Open No. 2004-276544 (FIG. 31)

ところで、インクの挙動は圧電素子の起電力によって検知される。従って、インクに振動を与える工程では圧電素子に検査用の駆動信号を印加し、インクの残留振動を検査する工程では、圧電素子から起電力を取り出す必要がある。しかしながら、残留振動による圧電素子の起電力は小振幅であるため、当該圧電素子の起電力にノイズが重畳する場合には、インクの吐出状態を正確に判定できないという問題が存在した。   By the way, the behavior of the ink is detected by the electromotive force of the piezoelectric element. Therefore, it is necessary to apply a driving signal for inspection to the piezoelectric element in the step of applying vibration to the ink, and to extract the electromotive force from the piezoelectric element in the step of inspecting the residual vibration of the ink. However, since the electromotive force of the piezoelectric element due to residual vibration has a small amplitude, there is a problem that the ink ejection state cannot be accurately determined when noise is superimposed on the electromotive force of the piezoelectric element.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、残留振動に従った圧電素子の起電力の変化を正確に検出することを解決課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to accurately detect a change in electromotive force of a piezoelectric element in accordance with residual vibration.

以上の課題を解決するために、本発明に係る液体吐出装置は、圧電素子と、内部に液体が充填され前記圧電素子の変位により当該内部の圧力が増減される圧力室と、前記圧力室に連通し前記圧力室内部の圧力の増減に応じて前記圧力室の内部に充填された液体を吐出するノズルと、前記圧力室に生じる残留振動に応じた前記圧電素子の起電力の変化を示す残留振動信号に基づいて前記ノズルからの液体の吐出状態を判定する吐出状態判定部と、前記圧電素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、前記駆動信号を前記圧電素子へ伝達し、前記圧電素子の起電力の変化を検出する集積回路と、前記集積回路と前記圧電素子とを電気的に接続するための第1外部配線と、前記集積回路と前記吐出状態判定部とを電気的に接続するための第2外部配線と、を備え、前記集積回路は、第1配線層に設けられ、前記圧電素子の起電力の変化を示す信号を増幅させて前記残留振動信号を生成する残留振動検出部と、第2配線層に設けられ、前記駆動信号が供給される第1内部配線と、前記第2配線層に設けられ、前記圧電素子の起電力が供給される第2内部配線と、前記第1配線層に設けられ、前記第1外部配線と前記第1内部配線との間の導通及び非導通を切り替える第1スイッチと、前記第1配線層に設けられ、前記第1外部配線と前記第2内部配線との間の導通及び非導通を切り替える第2スイッチと、前記第1配線層及び前記第2配線層の間の第3配線層に設けられ、導電性材料よりなるシールド部と、を具備し、前記第1外部配線の経路長は、前記第2外部配線の経路長よりも短い、ことを特徴とする。   In order to solve the above problems, a liquid ejection apparatus according to the present invention includes a piezoelectric element, a pressure chamber in which liquid is filled and a pressure inside the pressure element is increased or decreased by displacement of the piezoelectric element, and a pressure chamber. A nozzle that discharges the liquid filled in the pressure chamber in response to an increase or decrease in pressure in the pressure chamber, and a residual that indicates a change in electromotive force of the piezoelectric element in response to residual vibration generated in the pressure chamber An ejection state determination unit that determines the ejection state of the liquid from the nozzle based on a vibration signal, a drive signal generation unit that generates a drive signal for driving the piezoelectric element, and the drive signal transmitted to the piezoelectric element And an integrated circuit for detecting a change in electromotive force of the piezoelectric element, a first external wiring for electrically connecting the integrated circuit and the piezoelectric element, the integrated circuit, and the ejection state determination unit. Connect electrically A residual vibration detecting unit that generates a residual vibration signal by amplifying a signal indicating a change in electromotive force of the piezoelectric element, the integrated circuit being provided in the first wiring layer. A first internal wiring provided in the second wiring layer and supplied with the drive signal; a second internal wiring provided in the second wiring layer and supplied with an electromotive force of the piezoelectric element; A first switch that is provided in one wiring layer and switches between conduction and non-conduction between the first external wiring and the first internal wiring; and provided in the first wiring layer, the first external wiring and the first A second switch that switches between conduction and non-conduction between two internal wirings, and a shield part that is provided in a third wiring layer between the first wiring layer and the second wiring layer, and is made of a conductive material. And the path length of the first external wiring is the length of the second external wiring. Shorter than a length, and wherein the.

この発明によれば、第1配線層と第2配線層の間の第3配線層にシールド部が設けられるため、シールド部を設けない場合と比較して、第1配線層に設けられる各種回路の発するノイズが第2配線層に設けられる第2内部配線に伝播する可能性を低く抑えることが可能となる。このため、第2内部配線に供給される圧電素子の起電力に重畳するノイズを低減することができ、圧電素子の起電力の変化に基づいてノズルからの液体の吐出状態を判定する場合において、正確な判定が可能となる。
また、この発明によれば、駆動信号の電位の変動や圧電素子の起電力の変化が、第1配線層に設けられる各種回路にノイズとして伝播する可能性を低く抑えることができるため、例えば残留振動検出部においてノイズの影響を排除した正確な動作が可能となり、ノズルからの液体の吐出状態を正確に判定することが可能となる。
さらに、第1外部配線の経路長を第2外部配線の経路長よりも短くするため、第1外部配線の経路長を第2外部配線の経路長よりも長くする場合と比較して、第1外部配線に供給される圧電素子の起電力に重畳するノイズを低減することができ、ノズルからの液体の吐出状態を正確に判定することが可能となる。
According to the present invention, since the shield portion is provided in the third wiring layer between the first wiring layer and the second wiring layer, various circuits provided in the first wiring layer as compared with the case where the shield portion is not provided. It is possible to suppress the possibility that noise generated by the noise will propagate to the second internal wiring provided in the second wiring layer. For this reason, noise superimposed on the electromotive force of the piezoelectric element supplied to the second internal wiring can be reduced, and when determining the discharge state of the liquid from the nozzle based on the change in the electromotive force of the piezoelectric element, Accurate determination is possible.
Further, according to the present invention, it is possible to suppress the possibility that fluctuations in the potential of the drive signal and changes in the electromotive force of the piezoelectric element are propagated as noise to various circuits provided in the first wiring layer. The vibration detection unit can perform an accurate operation without the influence of noise, and can accurately determine the discharge state of the liquid from the nozzle.
Further, in order to make the path length of the first external wiring shorter than the path length of the second external wiring, the first external wiring has a path length longer than that of the second external wiring. Noise superimposed on the electromotive force of the piezoelectric element supplied to the external wiring can be reduced, and the liquid discharge state from the nozzle can be accurately determined.

上述した液体吐出装置において、前記集積回路は、基板上に形成され、前記基板に垂直な方向から見たときに、第1部分領域を含む第1領域と、第2部分領域を含む第2領域とに区分され、前記残留振動検出部は、前記第1領域に設けられ、前記第1スイッチ及び前記第2スイッチは、前記第2領域に設けられ、前記第2内部配線は、前記第1部分領域と前記第2部分領域とに設けられ、前記シールド部は、前記第1領域のうち少なくとも前記第1部分領域を含む領域に設けられる、ことが好ましい。   In the liquid ejecting apparatus described above, the integrated circuit is formed on a substrate, and when viewed from a direction perpendicular to the substrate, the first region including the first partial region and the second region including the second partial region The residual vibration detection unit is provided in the first region, the first switch and the second switch are provided in the second region, and the second internal wiring is connected to the first part. It is preferable that the shield part is provided in a region including at least the first partial region in the first region, provided in the region and the second partial region.

この態様によれば、残留振動検出部が発するノイズが第2内部配線に伝播する可能性を低く抑えることができ、第2内部配線に供給される圧電素子の起電力に重畳するノイズを低減することができる。また、第2内部配線に供給される圧電素子の起電力の変化がノイズとして残留振動検出部に伝播する可能性を低く抑えることができるため、残留振動検出部においてノイズの影響を排除した正確な動作が可能となる。   According to this aspect, the possibility that the noise generated by the residual vibration detection unit propagates to the second internal wiring can be suppressed low, and the noise superimposed on the electromotive force of the piezoelectric element supplied to the second internal wiring is reduced. be able to. In addition, since the possibility that a change in the electromotive force of the piezoelectric element supplied to the second internal wiring is propagated as noise to the residual vibration detection unit can be suppressed low, the residual vibration detection unit can accurately eliminate the influence of noise. Operation is possible.

上述した液体吐出装置において、前記シールド部は、前記第2領域のうち少なくとも前記第2部分領域を含む領域に設けられる、ことが好ましい。   In the liquid ejection apparatus described above, it is preferable that the shield portion is provided in a region including at least the second partial region in the second region.

この態様によれば、第1スイッチ及び第2スイッチが発するノイズが第2内部配線に伝播する可能性を低く抑えることができ、第2内部配線に供給される圧電素子の起電力に重畳するノイズを低減することができる。   According to this aspect, it is possible to suppress the possibility that noise generated by the first switch and the second switch propagates to the second internal wiring, and noise superimposed on the electromotive force of the piezoelectric element supplied to the second internal wiring. Can be reduced.

上述した液体吐出装置において、前記第1内部配線は、前記第1部分領域と前記第2部分領域とに設けられる、ことが好ましい。   In the liquid ejection device described above, it is preferable that the first internal wiring is provided in the first partial region and the second partial region.

この態様によれば、駆動信号の電位の変動が第1配線層に設けられる各種回路にノイズとして伝播する可能性を低く抑えることができるため、残留振動検出部においてノイズの影響を排除した正確な動作が可能となり、ノズルからの液体の吐出状態を正確に判定することが可能となる。   According to this aspect, it is possible to suppress the possibility that the fluctuation of the potential of the drive signal is propagated as noise to various circuits provided in the first wiring layer. The operation becomes possible, and the discharge state of the liquid from the nozzle can be accurately determined.

上述した液体吐出装置において、前記集積回路は、基板上に形成され、前記第2配線層は、前記第3配線層から見て、前記基板とは反対側の層である、ことが好ましい。   In the liquid ejecting apparatus described above, it is preferable that the integrated circuit is formed on a substrate, and the second wiring layer is a layer on the side opposite to the substrate as viewed from the third wiring layer.

この態様によれば、駆動信号が大振幅である場合においても、駆動振動の電位の変動に連動して基板の電位が変動することを防止することができるため、基板において寄生トランジスタの発生を防止して、第1配線層に設けられる回路の誤動作を防止することができる。   According to this aspect, even when the drive signal has a large amplitude, it is possible to prevent the substrate potential from fluctuating in conjunction with the fluctuation of the drive vibration potential, thereby preventing the occurrence of parasitic transistors on the substrate. Thus, malfunction of a circuit provided in the first wiring layer can be prevented.

また、本発明に係るヘッドユニットは、液体吐出装置に設けられるヘッドユニットであって、圧電素子と、内部に液体が充填され前記圧電素子の変位により当該内部の圧力が増減される圧力室と、前記圧力室に連通し前記圧力室内部の圧力の増減に応じて前記圧力室の内部に充填された液体を吐出するノズルと、前記圧電素子を駆動するための駆動信号を前記圧電素子に伝達し、前記圧電素子が駆動された後に前記圧力室に生じる残留振動に応じた前記圧電素子の起電力の変化を検出する集積回路と、前記集積回路と前記圧電素子とを電気的に接続する第1外部配線と、を備え、前記集積回路は、第1配線層に設けられ、前記圧電素子の起電力の変化を示す信号を増幅させた残留振動信号を生成する残留振動検出部と、第2配線層に設けられ、前記駆動信号が供給される第1内部配線と、前記第2配線層に設けられ、前記圧電素子の起電力が供給される第2内部配線と、前記第1配線層に設けられ、前記第1外部配線と前記第1内部配線との間の導通及び非導通を切り替える第1スイッチと、前記第1配線層に設けられ、前記第1外部配線と前記第2内部配線との間の導通及び非導通を切り替える第2スイッチと、前記第1配線層及び前記第2配線層の間の第3配線層に設けられ、導電性材料よりなるシールド部と、を具備する、ことを特徴とする。   The head unit according to the present invention is a head unit provided in a liquid ejection device, and includes a piezoelectric element, a pressure chamber in which liquid is filled and a pressure inside the pressure element is increased or decreased by displacement of the piezoelectric element, A nozzle communicating with the pressure chamber and discharging a liquid filled in the pressure chamber in response to an increase or decrease in pressure inside the pressure chamber, and a drive signal for driving the piezoelectric element are transmitted to the piezoelectric element. An integrated circuit that detects a change in electromotive force of the piezoelectric element in response to residual vibration generated in the pressure chamber after the piezoelectric element is driven, and a first that electrically connects the integrated circuit and the piezoelectric element. An external wiring; and the integrated circuit is provided in a first wiring layer, and generates a residual vibration signal obtained by amplifying a signal indicating a change in electromotive force of the piezoelectric element, and a second wiring Provided in the layer The first internal wiring to which the drive signal is supplied, the second internal wiring that is provided in the second wiring layer and supplied with the electromotive force of the piezoelectric element, and the first wiring layer that is provided in the first wiring layer, A first switch that switches between conduction and non-conduction between an external wiring and the first internal wiring, and a conduction and non-conduction between the first external wiring and the second internal wiring provided in the first wiring layer. A second switch for switching conduction; and a shield portion provided in a third wiring layer between the first wiring layer and the second wiring layer and made of a conductive material.

この発明によれば、第1配線層と第2配線層の間の第3配線層にシールド部が設けられるため、第1配線層に設けられる各種回路の発するノイズが第2配線層に設けられる第2内部配線に伝播する可能性を、低く抑えることが可能となる。このため、圧電素子の起電力に重畳するノイズを低減することができ、圧電素子の起電力の変化に基づいてノズルからの液体の吐出状態を判定する場合において、ノズルからの液体の吐出状態を正確に判定することが可能となる。
また、この発明によれば、駆動信号の電位の変動や圧電素子の起電力の変化が、第1配線層に設けられる各種回路にノイズとして伝播する可能性を低く抑えることができるため、残留振動検出部においてノイズの影響を排除した正確な動作が可能となる。このため、圧電素子の起電力の変化に基づいてノズルからの液体の吐出状態を判定する場合において、正確な判定が可能となる。
According to this invention, since the shield portion is provided in the third wiring layer between the first wiring layer and the second wiring layer, noise generated by various circuits provided in the first wiring layer is provided in the second wiring layer. The possibility of propagation to the second internal wiring can be kept low. For this reason, noise superimposed on the electromotive force of the piezoelectric element can be reduced, and when determining the liquid discharge state from the nozzle based on the change in the electromotive force of the piezoelectric element, the liquid discharge state from the nozzle can be changed. It becomes possible to determine accurately.
In addition, according to the present invention, since the possibility that the fluctuation of the potential of the drive signal and the change of the electromotive force of the piezoelectric element are propagated as noise to various circuits provided in the first wiring layer can be suppressed, the residual vibration An accurate operation that eliminates the influence of noise can be performed in the detection unit. For this reason, when determining the discharge state of the liquid from the nozzle based on the change in the electromotive force of the piezoelectric element, an accurate determination is possible.

本発明の第1実施形態に係るインクジェットプリンター1の概要を示す斜視図である。1 is a perspective view illustrating an outline of an inkjet printer 1 according to a first embodiment of the present invention. インクジェットプリンター1の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of an inkjet printer 1. FIG. ヘッドユニット35の構成を説明するための説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a configuration of a head unit 35. 記録ヘッド20の概略的な断面図である。2 is a schematic cross-sectional view of a recording head 20. FIG. 駆動信号COMの供給時における吐出部Dの断面形状の変化を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the change of the cross-sectional shape of the discharge part D at the time of supply of the drive signal COM. 吐出部Dにおける残留振動を表す単振動のモデルを示す回路図である。3 is a circuit diagram showing a simple vibration model representing residual vibration in a discharge section D. FIG. 吐出部Dにおける吐出状態が正常である場合の残留振動の実験値と計算値との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the experimental value of residual vibration in case the discharge state in the discharge part D is normal, and a calculated value. 吐出部D内部に気泡が混入した場合の吐出部Dの状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state of the discharge part D when a bubble mixes in the discharge part D inside. 吐出部D内部への気泡が混入した場合の残留振動の実験値と計算値とを示すグラフである。It is a graph which shows the experimental value and calculated value of a residual vibration when the bubble to the inside of the discharge part D mixes. ノズルNZ付近のインクが固着した場合の吐出部Dの状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state of the discharge part D when the ink of nozzle NZ vicinity adheres. ノズルNZ付近のインクが固着した場合の残留振動の実験値と計算値とを示すグラフである。It is a graph which shows the experimental value and calculated value of a residual vibration when the ink of nozzle NZ vicinity adheres. ノズルNZ付近に紙粉が付着した場合の吐出部Dの状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state of the discharge part D when paper dust adheres to nozzle NZ vicinity. ノズルNZ付近に紙粉が付着した場合の残留振動の実験値と計算値とを示すグラフである。It is a graph which shows the experimental value and calculated value of a residual vibration when paper dust adheres to nozzle NZ vicinity. インクジェットプリンター1の要部を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a main part of an inkjet printer 1. ICチップ301とICチップ301の周辺回路とを示す回路図である。2 is a circuit diagram showing an IC chip 301 and peripheral circuits of the IC chip 301. FIG. 供給部352Aの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of supply part 352A. 残留振動検出部356Aの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of residual vibration detection part 356A. ICチップ301の平面図である。2 is a plan view of an IC chip 301. FIG. ICチップ301の部分断面図である。2 is a partial cross-sectional view of an IC chip 301. FIG. 供給部352Aの動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of 352 A of supply parts. 供給部352Aの動作を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating operation | movement of 352A of supply parts. 供給部352Aの動作を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating operation | movement of 352A of supply parts. 供給部352Aの動作を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating operation | movement of 352A of supply parts. 計測部12の動作を示すタイミングチャートである。3 is a timing chart showing the operation of a measurement unit 12. 判定結果信号Rsを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the determination result signal Rs. 第2実施形態に係る供給部352Bの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the supply part 352B which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る残留振動検出部356Bの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the residual vibration detection part 356B which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係るICチップ301の平面図である。It is a top view of IC chip 301 concerning a 2nd embodiment. 第2実施形態に係るICチップ301の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of IC chip 301 concerning a 2nd embodiment. 第2実施形態の変形例に係る供給部352Cの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram showing the composition of supply part 352C concerning the modification of a 2nd embodiment. 第3実施形態に係る供給部352Dの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of supply part 352D which concerns on 3rd Embodiment. 供給部352Dの動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation of supply part 352D. 第4実施形態に係る供給部352Eの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the supply part 352E which concerns on 4th Embodiment. 第4実施形態の変形例に係る供給部352Fの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the supply part 352F which concerns on the modification of 4th Embodiment. 変形例1に係るICチップ301の平面図である。6 is a plan view of an IC chip 301 according to Modification 1. FIG.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, in each figure, the size and scale of each part are appropriately changed from the actual ones. Further, since the embodiments described below are preferable specific examples of the present invention, various technically preferable limitations are attached thereto. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise stated, the present invention is not limited to these forms.

<A.第1実施形態>
本実施形態では、インク(「液体」の一例)を吐出して記録用紙P(「媒体」の一例)に画像を形成するインクジェットプリンターを例示して、液体吐出装置を説明する。
<A. First Embodiment>
In the present embodiment, the liquid ejecting apparatus will be described by exemplifying an ink jet printer that ejects ink (an example of “liquid”) to form an image on a recording paper P (an example of “medium”).

<1.インクジェットプリンターの全体構成>
図1は、本発明の第1実施形態における液体吐出装置の一種であるインクジェットプリンター1の構成を示す概略図である。以下、図1を参照しつつ、インクジェットプリンター1の構成について説明する。
なお、本実施形態では、インクジェットプリンター1が、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック(CMYK)の4色のインクを吐出可能である場合を想定する。また、以下の説明では、図1において、+Z側(上側)を「上部」、−Z側(下側)を「下部」と称することがある。
<1. Overall configuration of inkjet printer>
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an ink jet printer 1 which is a kind of liquid ejection apparatus according to the first embodiment of the present invention. Hereinafter, the configuration of the inkjet printer 1 will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, it is assumed that the inkjet printer 1 can eject four colors of ink of yellow, cyan, magenta, and black (CMYK). In the following description, in FIG. 1, the + Z side (upper side) may be referred to as “upper part” and the −Z side (lower side) may be referred to as “lower part”.

図1に示すように、インクジェットプリンター1は、記録用紙Pを設置するためのトレイ91と、記録用紙Pを図において+X方向に排出する排紙口92と、操作パネル7とが設けられている。
操作パネル7は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、LEDランプ等で構成され、エラーメッセージ等を表示する表示部(図示省略)と、各種スイッチ等で構成される操作部(図示省略)とを備えている。
また、インクジェットプリンター1は、図において+Y方向または−Y方向(以下、「Y軸方向」と称する)に往復動する移動体3を具備する印刷手段4と、記録用紙Pを印刷手段4に対し供給・排出する給紙手段5と、印刷手段4及び給紙手段5を制御する制御部6と、を備える。
As shown in FIG. 1, the inkjet printer 1 is provided with a tray 91 for installing the recording paper P, a paper discharge outlet 92 for discharging the recording paper P in the + X direction in the drawing, and an operation panel 7. .
The operation panel 7 includes, for example, a liquid crystal display, an organic EL display, an LED lamp, and the like, and includes a display unit (not shown) that displays an error message and the like, and an operation unit (not shown) that includes various switches and the like. I have.
In addition, the inkjet printer 1 includes a printing unit 4 including a moving body 3 that reciprocates in the + Y direction or the −Y direction (hereinafter referred to as “Y-axis direction”), and the recording paper P with respect to the printing unit 4. A sheet feeding unit 5 that supplies and discharges, and a control unit 6 that controls the printing unit 4 and the sheet feeding unit 5 are provided.

制御部6の制御により、給紙手段5は、記録用紙Pを+X方向に一枚ずつ間欠送りする。記録用紙Pが移動体3の下部(−Z側)を通過するとき、移動体3が記録用紙Pの送り方向である+X方向と交差するY軸方向に往復移動しつつ、記録用紙Pに対してインクを吐出することで、記録用紙Pへの印刷が行われる。すなわち、移動体3の往復動の方向であるY軸方向が印刷における主走査方向であり、記録用紙Pが搬送される方向である+X方向が印刷における副走査方向である。   Under the control of the control unit 6, the paper feeding unit 5 intermittently feeds the recording paper P one by one in the + X direction. When the recording paper P passes through the lower part (−Z side) of the moving body 3, the moving body 3 reciprocates in the Y-axis direction intersecting the + X direction that is the feeding direction of the recording paper P and moves relative to the recording paper P. Then, printing on the recording paper P is performed by discharging the ink. That is, the Y-axis direction that is the reciprocating direction of the moving body 3 is the main scanning direction in printing, and the + X direction that is the direction in which the recording paper P is conveyed is the sub-scanning direction in printing.

移動体3は、4色のインクと1対1に対応する4個のインクカートリッジ31と、4色のインクと1対1に対応する4個のヘッドユニット35と、4個のインクカートリッジ31及び4個のヘッドユニット35を搭載するキャリッジ32と、を備える。各インクカートリッジ31には、当該インクカートリッジ31に対応する色のインクが充填されている。各ヘッドユニット35には、当該ヘッドユニット35に対応する色のインクを充填するインクカートリッジ31からインクが供給される。なお、インクカートリッジ31は、キャリッジ32に搭載される代わりに、キャリッジ32の外部に設けられるものであってもよい。   The moving body 3 includes four ink cartridges 31 corresponding to four colors of ink one to one, four head units 35 corresponding to four colors of ink one to one, four ink cartridges 31 and And a carriage 32 on which four head units 35 are mounted. Each ink cartridge 31 is filled with ink of a color corresponding to the ink cartridge 31. Each head unit 35 is supplied with ink from an ink cartridge 31 filled with ink of a color corresponding to the head unit 35. The ink cartridge 31 may be provided outside the carriage 32 instead of being mounted on the carriage 32.

印刷手段4は、移動体3の他に、移動体3を主走査方向に往復動させる駆動源となるキャリッジモーター41と、キャリッジモーター41の回転を受けて移動体3を往復動させる往復動機構42と、を備えている。往復動機構42は、その両端をフレーム(図示省略)に支持されたキャリッジガイド軸422と、キャリッジガイド軸422と略平行に延在するタイミングベルト421と、を備える。
キャリッジ32は、キャリッジガイド軸422に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト421の一部に固定されている。そして、キャリッジ32は、キャリッジモーター41がプーリを介してタイミングベルト421を正逆走行させると、キャリッジガイド軸422に案内されてY軸方向に往復動する。この往復動の際に、ヘッドユニット35が備える記録ヘッド20に設けられる複数の吐出部Dの各々からインクを吐出することで、記録用紙Pに画像を形成する印刷処理が実行される。なお、記録ヘッド20及び吐出部Dについては、後述する。
In addition to the moving body 3, the printing unit 4 includes a carriage motor 41 serving as a drive source for reciprocating the moving body 3 in the main scanning direction, and a reciprocating mechanism for reciprocating the moving body 3 by receiving the rotation of the carriage motor 41. 42. The reciprocating mechanism 42 includes a carriage guide shaft 422 supported at both ends by a frame (not shown), and a timing belt 421 extending substantially parallel to the carriage guide shaft 422.
The carriage 32 is supported by the carriage guide shaft 422 so as to be reciprocally movable, and is fixed to a part of the timing belt 421. Then, when the carriage motor 41 causes the timing belt 421 to travel forward and backward via the pulley, the carriage 32 is guided by the carriage guide shaft 422 and reciprocates in the Y-axis direction. During this reciprocation, a printing process for forming an image on the recording paper P is performed by ejecting ink from each of the plurality of ejection units D provided in the recording head 20 included in the head unit 35. The recording head 20 and the discharge unit D will be described later.

給紙手段5は、給紙手段5の駆動源である給紙モーター51と、給紙モーター51の作動により回転する給紙ローラ52とを有している。
給紙ローラ52は、記録用紙Pの搬送経路を挟んで上下に対向する従動ローラ52aと駆動ローラ52bとを含み、駆動ローラ52bは給紙モーター51に連結されている。このため、給紙ローラ52は、トレイ91に配置された記録用紙Pを印刷手段4に向かって1枚ずつ送り込み、また、印刷手段4から記録用紙Pを1枚ずつ排出したりすることができる。なお、インクジェットプリンター1は、トレイ91に代えて、記録用紙Pを収容する給紙カセットを着脱自在に装着し得るような構成であってもよい。
The sheet feeding unit 5 includes a sheet feeding motor 51 that is a drive source of the sheet feeding unit 5 and a sheet feeding roller 52 that rotates by the operation of the sheet feeding motor 51.
The paper feed roller 52 includes a driven roller 52 a and a drive roller 52 b that are opposed to each other across the conveyance path of the recording paper P, and the drive roller 52 b is connected to the paper feed motor 51. For this reason, the paper feed roller 52 can feed the recording sheets P arranged on the tray 91 one by one toward the printing unit 4 and can discharge the recording sheets P from the printing unit 4 one by one. . Note that the inkjet printer 1 may have a configuration in which a paper feed cassette that accommodates the recording paper P can be detachably mounted instead of the tray 91.

制御部6は、例えば、パーソナルコンピューターやデジタルカメラ等のホストコンピューター8から入力された印刷データImgに基づいて、インクジェットプリンター1の各部を制御して、インクジェットプリンター1に印刷処理を実行させる。   The control unit 6 controls each unit of the ink jet printer 1 based on the print data Img input from the host computer 8 such as a personal computer or a digital camera, for example, and causes the ink jet printer 1 to execute a printing process.

図2は、インクジェットプリンター1を概略的に示すブロック図である。インクジェットプリンター1は、上述したように、制御部6、操作パネル7、ヘッドユニット35、キャリッジモーター41、及び、給紙モーター51を備えるのに加えて、ホストコンピューター8から入力された印刷データImg等の各種データを受け取るインターフェース部9と、キャリッジモーター41を駆動するためのキャリッジモータードライバー43と、給紙モーター51を駆動するための給紙モータードライバー53と、ヘッドユニット35を駆動するための駆動信号COMを生成する駆動信号生成部33と、ヘッドユニット35が備える吐出部Dにおけるインクの吐出状態を判定する吐出状態判定処理を実行する吐出状態判定部10と、吐出部Dにおけるインクの吐出状態が異常である場合に当該吐出部Dにおけるインクの吐出状態を正常な状態に回復させるための回復処理を実行する回復機構24と、を備える。   FIG. 2 is a block diagram schematically showing the ink jet printer 1. As described above, the inkjet printer 1 includes the control unit 6, the operation panel 7, the head unit 35, the carriage motor 41, and the paper feed motor 51, and print data Img input from the host computer 8. Interface unit 9 for receiving various data, a carriage motor driver 43 for driving the carriage motor 41, a paper feed motor driver 53 for driving the paper feed motor 51, and a drive signal for driving the head unit 35. The drive signal generation unit 33 that generates COM, the discharge state determination unit 10 that executes the discharge state determination process for determining the ink discharge state in the discharge unit D included in the head unit 35, and the ink discharge state in the discharge unit D In the case of an abnormality, ink ejection from the ejection unit D It comprises a recovery mechanism 24 to perform the recovery process for restoring the state to the normal state, the.

回復機構24は、ヘッドユニット35が備える吐出部Dからインクを正常に吐出できなくなった場合、つまり、吐出部Dにおけるインクの吐出状態が異常となった場合に、当該吐出部Dが正常にインクを吐出できる状態に回復させるための回復処理を実行する。
ここで、インクの吐出状態が異常である場合とは、吐出部Dからインクを吐出できない場合や、印刷データImgの示す画像を形成するために必要な量のインクを吐出部Dが吐出できない場合、吐出部Dが本来吐出すべき方向とは異なる方向にインクを吐出する場合、等を含む。
また、回復処理とは、吐出部Dに付着した紙粉等の異物をワイパーで拭き取るワイピング処理、吐出部Dからインクを予備的に吐出させるフラッシング処理、吐出部D内の増粘したインクや気泡等をチューブポンプ(図示省略)により吸引するポンピング処理等、吐出部Dのインクの吐出状態を正常に戻すための処理の総称である。
The recovery mechanism 24 is configured so that when the ink cannot be normally ejected from the ejection unit D included in the head unit 35, that is, when the ejection state of the ink in the ejection unit D becomes abnormal, the ejection unit D normally A recovery process for recovering the ink to a state where it can be discharged is executed.
Here, the case where the ink ejection state is abnormal means that the ink cannot be ejected from the ejection unit D, or the ejection unit D cannot eject the amount of ink necessary to form the image indicated by the print data Img. And the case where ink is ejected in a direction different from the direction in which the ejection part D should originally eject.
The recovery process is a wiping process in which foreign matters such as paper dust adhered to the discharge part D are wiped with a wiper, a flushing process in which ink is preliminarily discharged from the discharge part D, and thickened ink or bubbles in the discharge part D Is a general term for processes for returning the ink ejection state of the ejection part D to normal, such as a pumping process for sucking the etc. by a tube pump (not shown).

図2に示すように、制御部6は、インクジェットプリンター1の各部の動作を制御することで、印刷処理、吐出状態判定処理、及び、回復処理などの各種処理の実行を制御するCPU(Central Processing Unit)61と、インクジェットプリンター1の制御プログラムや、その他の各種情報を記憶する記憶部62と、を備える。
記憶部62は、ホストコンピューター8からインターフェース部9を介して供給される印刷データImgを図示しないデータ格納領域に格納する不揮発性半導体メモリーの一種であるEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)と、吐出状態判定処理などを実行する際に用いる各種データを一時的に格納し、あるいは印刷処理等の各種処理を実行するための制御プログラムを一時的に展開するRAM(Random Access Memory)と、制御プログラム等を格納する不揮発性半導体メモリーの一種であるPROMとを備えている。なお、制御部6の各構成要素は、図示しないバスを介して電気的に接続されている。
CPU61は、ホストコンピューター8から印刷データImgが供給されると、当該印刷データImgを記憶部62に格納する。そして、CPU61は、当該印刷データImgに基づいて各種制御信号を生成し、生成した制御信号を、キャリッジモータードライバー43、給紙モータードライバー53、駆動信号生成部33、ヘッドユニット35等、インクジェットプリンター1の各部に供給することで、インクジェットプリンター1の各部を制御し、これにより印刷処理の実行を制御する。
As shown in FIG. 2, the control unit 6 controls the operation of each unit of the inkjet printer 1, thereby controlling the execution of various processes such as a printing process, an ejection state determination process, and a recovery process. Unit) 61 and a storage unit 62 for storing the control program of the inkjet printer 1 and other various information.
The storage unit 62 is an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) that is a kind of nonvolatile semiconductor memory that stores print data Img supplied from the host computer 8 through the interface unit 9 in a data storage area (not shown); RAM (Random Access Memory) that temporarily stores various data used when executing ejection state determination processing or the like, or temporarily expands a control program for executing various processing such as printing processing, and the control program Etc., and a PROM which is a kind of nonvolatile semiconductor memory for storing the data. Each component of the control unit 6 is electrically connected via a bus (not shown).
When the print data Img is supplied from the host computer 8, the CPU 61 stores the print data Img in the storage unit 62. Then, the CPU 61 generates various control signals based on the print data Img, and the generated control signals are transferred to the inkjet printer 1 such as the carriage motor driver 43, the paper feed motor driver 53, the drive signal generation unit 33, the head unit 35, and the like. Are supplied to each part, thereby controlling each part of the ink jet printer 1, thereby controlling the execution of the printing process.

なお、上述のとおり、移動体3は、4色のインクに対応した4個のヘッドユニット35を備える。但し、図2では、図示の都合上、1個のヘッドユニット35のみを図示している。
また、上述のとおり、各ヘッドユニット35は、複数の吐出部Dを備える。詳細は後述するが、各吐出部Dは、駆動信号COMに応じて変位する圧電素子200と、内部にインクを充填し圧電素子200の変位により当該内部の圧力が増減されるキャビティ220と、キャビティ220に充填されたインクを吐出するノズルNZと、を備える。
As described above, the moving body 3 includes the four head units 35 corresponding to the four colors of ink. However, in FIG. 2, only one head unit 35 is illustrated for the convenience of illustration.
Further, as described above, each head unit 35 includes a plurality of ejection units D. As will be described in detail later, each ejection unit D includes a piezoelectric element 200 that is displaced according to a drive signal COM, a cavity 220 that is filled with ink and whose internal pressure is increased or decreased by the displacement of the piezoelectric element 200, and a cavity And a nozzle NZ for discharging ink filled in 220.

<2.ヘッドユニットの構成>
次に、図3及び図4を参照しつつ、ヘッドユニット35と、ヘッドユニット35に設けられる吐出部Dと、について説明する。
<2. Configuration of head unit>
Next, the head unit 35 and the discharge part D provided in the head unit 35 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

図3は、ヘッドユニット35を概略的に示した斜視図である。この図に示すように、ヘッドユニット35は、複数の吐出部Dが設けられた記録ヘッド20と、フレキシブルケーブル300上にCOF(Chip On Film)技術を用いて実装されたIC(Integrated Circuit)チップ301と、を備える。
図3に示すように、記録ヘッド20は、複数のノズルNZが設けられたノズルプレート240を備える。すなわち、ノズルプレート240には、記録ヘッド20に設けられる複数の吐出部Dと1対1に対応するように、複数のノズルNZが形成されている。
FIG. 3 is a perspective view schematically showing the head unit 35. As shown in this figure, the head unit 35 includes a recording head 20 provided with a plurality of ejection portions D, and an IC (Integrated Circuit) chip mounted on the flexible cable 300 using COF (Chip On Film) technology. 301.
As shown in FIG. 3, the recording head 20 includes a nozzle plate 240 provided with a plurality of nozzles NZ. That is, a plurality of nozzles NZ are formed on the nozzle plate 240 so as to correspond to the plurality of ejection portions D provided in the recording head 20 on a one-to-one basis.

ICチップ301には、集積回路30が実装されている。集積回路30は、記録ヘッド20が備える複数の吐出部Dの各々に対して、駆動信号生成部33が生成した駆動信号COMを供給することで、各吐出部D(厳密には、吐出部Dが具備する圧電素子200)を駆動する。   An integrated circuit 30 is mounted on the IC chip 301. The integrated circuit 30 supplies the drive signal COM generated by the drive signal generation unit 33 to each of the plurality of discharge units D included in the recording head 20, so that each discharge unit D (strictly, the discharge unit D). Drive the piezoelectric element 200).

ICチップ301が実装されるフレキシブルケーブル300は、インクジェットプリンター1の本体側(例えば、制御部6、駆動信号生成部33等)から供給される駆動信号COMを含む各種信号を、ヘッドユニット35に伝送するための配線基板であり、ポリイミド等から形成された可撓性のベースフィルムと、当該ベースフィルム上に形成された配線パターンと、を備える。フレキシブルケーブル300の一端部は、記録ヘッド20の端子部(図示省略)に接続され、フレキシブルケーブル300の他端部は、インクジェットプリンター1の本体側からの信号を中継する基板(図示省略)の端子部に接続されている。   The flexible cable 300 on which the IC chip 301 is mounted transmits various signals including the drive signal COM supplied from the main body side of the inkjet printer 1 (for example, the control unit 6, the drive signal generation unit 33, etc.) to the head unit 35. A flexible base film made of polyimide or the like, and a wiring pattern formed on the base film. One end portion of the flexible cable 300 is connected to a terminal portion (not shown) of the recording head 20, and the other end portion of the flexible cable 300 is a terminal of a substrate (not shown) that relays a signal from the main body side of the inkjet printer 1. Connected to the department.

図4は、記録ヘッド20の概略的な一部断面図の一例である。なお、この図では、記録ヘッド20のうち、当該記録ヘッド20が有する複数の吐出部Dの中の1個の吐出部Dと、当該1個の吐出部Dにインク供給口260を介して連通するリザーバ250と、インクカートリッジ31からリザーバ250にインクを供給するためのインク取り入れ口270と、を示している。   FIG. 4 is an example of a schematic partial cross-sectional view of the recording head 20. In this figure, among the recording heads 20, one ejection unit D among the plurality of ejection units D included in the recording head 20 and the one ejection unit D communicate with each other via the ink supply port 260. And a reservoir 250 for supplying ink from the ink cartridge 31 to the reservoir 250.

図4に示すように、吐出部Dは、圧電素子200と、内部にインクが充填されたキャビティ220と、キャビティ220に連通するノズルNZと、振動板210と、を備える。吐出部Dは、圧電素子200が駆動信号COMにより駆動されて変位することにより、キャビティ220内のインクをノズルNZから吐出させる。
吐出部Dのキャビティ220は、凹部を有するような所定の形状に成形されたキャビティプレート230と、ノズルNZが形成されたノズルプレート240と、振動板210と、により区画される空間である。キャビティ220は、インク供給口260を介してリザーバ250と連通している。リザーバ250は、インク取り入れ口270を介して1つのインクカートリッジ31と連通している。
As shown in FIG. 4, the ejection part D includes a piezoelectric element 200, a cavity 220 filled with ink inside, a nozzle NZ communicating with the cavity 220, and a diaphragm 210. The ejection part D ejects the ink in the cavity 220 from the nozzles NZ by the displacement of the piezoelectric element 200 driven by the drive signal COM.
The cavity 220 of the discharge part D is a space defined by a cavity plate 230 formed in a predetermined shape having a recess, a nozzle plate 240 in which the nozzles NZ are formed, and the vibration plate 210. The cavity 220 communicates with the reservoir 250 via the ink supply port 260. The reservoir 250 communicates with one ink cartridge 31 through the ink intake port 270.

本実施形態では、圧電素子200として、例えば、図4に示すようなユニモルフ(モノモルフ)型を採用する。圧電素子200は、上部電極122と、下部電極124と、上部電極122及び下部電極124の間に設けられた圧電体201と、を有する。下部電極124が所定の基準電位VBSに設定され、上部電極122に駆動信号COMが供給されることで、上部電極122及び下部電極124の間に電圧が印加されると、当該印加された電圧に応じて圧電素子200が図において上下方向に撓み、その結果、圧電素子200が振動する。   In the present embodiment, for example, a unimorph (monomorph) type as shown in FIG. The piezoelectric element 200 includes an upper electrode 122, a lower electrode 124, and a piezoelectric body 201 provided between the upper electrode 122 and the lower electrode 124. When the lower electrode 124 is set to a predetermined reference potential VBS and the drive signal COM is supplied to the upper electrode 122, when a voltage is applied between the upper electrode 122 and the lower electrode 124, the applied voltage is set to the applied voltage. Accordingly, the piezoelectric element 200 bends in the vertical direction in the figure, and as a result, the piezoelectric element 200 vibrates.

キャビティプレート230の上面開口部には、振動板210が設置され、振動板210には、下部電極124が接合されている。このため、圧電素子200が駆動信号COMにより振動すると、振動板210も振動する。そして、振動板210の振動によりキャビティ220の容積(キャビティ220内の圧力)が変化し、キャビティ220内に充填されたインクがノズルNZより吐出される。インクの吐出によりキャビティ220内のインクが減少した場合、リザーバ250からインクが供給される。また、リザーバ250へは、インクカートリッジ31からインク取り入れ口270を介してインクが供給される。   A diaphragm 210 is installed in the opening on the upper surface of the cavity plate 230, and the lower electrode 124 is joined to the diaphragm 210. For this reason, when the piezoelectric element 200 vibrates by the drive signal COM, the diaphragm 210 also vibrates. The volume of the cavity 220 (pressure in the cavity 220) is changed by the vibration of the diaphragm 210, and the ink filled in the cavity 220 is ejected from the nozzle NZ. Ink is supplied from the reservoir 250 when the ink in the cavity 220 decreases due to ink ejection. Further, ink is supplied to the reservoir 250 from the ink cartridge 31 via the ink intake port 270.

<3.吐出部の動作と残留振動>
次に、吐出部Dからのインク吐出動作と、吐出部Dに生じる残留振動と、について、図5乃至図13を参照しながら説明する。
<3. Discharge unit operation and residual vibration>
Next, the ink ejection operation from the ejection unit D and the residual vibration generated in the ejection unit D will be described with reference to FIGS.

図5は、吐出部Dからのインク吐出動作を説明するための説明図である。図5(a)に示す状態において、吐出部Dが備える圧電素子200に対して集積回路30から駆動信号COMが供給されると、当該圧電素子200において、電極間に印加された電界に応じた歪が発生し、当該吐出部Dの振動板210は図において上方向へ撓む。これにより、図5(a)に示す初期状態と比較して、図5(b)に示すように、当該吐出部Dのキャビティ220の容積が拡大する。図5(b)に示す状態において、駆動信号COMの示す電位を変化させると、振動板210は、その弾性復元力によって復元し、初期状態における振動板210の位置を越えて図において下方向に移動し、図5(c)に示すようにキャビティ220の容積が急激に収縮する。このときキャビティ220内に発生する圧縮圧力により、キャビティ220を満たすインクの一部が、このキャビティ220に連通しているノズルNZからインク滴として吐出される。   FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining an ink ejection operation from the ejection unit D. FIG. In the state shown in FIG. 5A, when the drive signal COM is supplied from the integrated circuit 30 to the piezoelectric element 200 included in the ejection unit D, the piezoelectric element 200 corresponds to the electric field applied between the electrodes. Distortion occurs, and the diaphragm 210 of the discharge part D bends upward in the drawing. Thereby, compared with the initial state shown in FIG. 5A, as shown in FIG. 5B, the volume of the cavity 220 of the discharge section D is enlarged. In the state shown in FIG. 5B, when the potential indicated by the drive signal COM is changed, the diaphragm 210 is restored by its elastic restoring force, and goes downward in the figure beyond the position of the diaphragm 210 in the initial state. As a result, the volume of the cavity 220 rapidly contracts as shown in FIG. At this time, due to the compression pressure generated in the cavity 220, a part of the ink filling the cavity 220 is ejected as an ink droplet from the nozzle NZ communicating with the cavity 220.

各キャビティ220の振動板210は、この一連のインク吐出動作が終了した後、次のインク吐出動作を開始するまでの間、減衰振動、すなわち、残留振動をする。振動板210の残留振動は、ノズルNZやインク供給口260の形状あるいはインクの粘度等による音響抵抗rと、流路内のインク重量によるイナータンスmと、振動板210のコンプライアンスCmと、によって決定される固有振動周波数を有するものと想定される。   The vibration plate 210 of each cavity 220 undergoes damped vibration, that is, residual vibration until the next ink discharge operation is started after the end of the series of ink discharge operations. The residual vibration of the vibration plate 210 is determined by the acoustic resistance r due to the shape of the nozzle NZ and the ink supply port 260 or the viscosity of the ink, the inertance m due to the ink weight in the flow path, and the compliance Cm of the vibration plate 210. It is assumed that it has a natural vibration frequency.

上記想定に基づく振動板210の残留振動の計算モデルについて説明する。
図6は、振動板210の残留振動を想定した単振動の計算モデルを示す回路図である。この図に示すように、振動板210の残留振動の計算モデルは、音圧pと、上述のイナータンスm、コンプライアンスCm及び音響抵抗rとで表せる。そして、図6の回路に音圧pを与えた時のステップ応答を体積速度uについて計算すると、次式が得られる。
u={p/(ω・m)}e−σt・sin(ωt)
ω={1/(m・Cm)−α}1/2
σ=r/(2m)
A calculation model for residual vibration of the diaphragm 210 based on the above assumption will be described.
FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a calculation model of simple vibration assuming residual vibration of the diaphragm 210. As shown in this figure, the calculation model of the residual vibration of the diaphragm 210 can be expressed by the sound pressure p, the inertance m, the compliance Cm, and the acoustic resistance r described above. When the step response when the sound pressure p is applied to the circuit of FIG. 6 is calculated for the volume velocity u, the following equation is obtained.
u = {p / (ω · m)} e −σt · sin (ωt)
ω = {1 / (m · Cm) −α 2 } 1/2
σ = r / (2m)

この式から得られた計算結果(計算値)と、別途行った吐出部Dの残留振動の実験における実験結果(実験値)とを比較する。なお、残留振動の実験とは、インクの吐出状態が正常である吐出部Dからインクを吐出させた後に、当該吐出部Dの振動板210において生じる残留振動を検出する実験である。
図7は、残留振動の実験値と計算値との関係を示すグラフである。図7に示すグラフからも分かるように、吐出部Dにおけるインクの吐出状態が正常である場合、実験値と計算値の2つの波形は、概ね一致している。
The calculation result (calculated value) obtained from this equation is compared with the experimental result (experimental value) in the residual vibration experiment of the discharge section D performed separately. Note that the residual vibration experiment is an experiment for detecting residual vibration generated in the vibration plate 210 of the ejection unit D after ejecting ink from the ejection unit D in which the ink ejection state is normal.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between experimental values and calculated values of residual vibration. As can be seen from the graph shown in FIG. 7, when the ink ejection state in the ejection part D is normal, the two waveforms of the experimental value and the calculated value are almost the same.

吐出部Dがインク吐出動作を行ったにもかかわらず、当該吐出部Dにおけるインクの吐出状態が異常であり、当該吐出部DのノズルNZからインク滴が正常に吐出されない場合、即ち吐出異常が発生する場合がある。この吐出異常が発生する原因としては、(1)キャビティ220内への気泡の混入、(2)キャビティ220内のインクの乾燥等に起因するキャビティ220内のインクの増粘または固着、(3)ノズルNZの出口付近への紙粉付着、等が挙げられる。   In spite of the ejection part D performing the ink ejection operation, the ink ejection state in the ejection part D is abnormal and the ink droplets are not ejected normally from the nozzles NZ of the ejection part D, that is, the ejection abnormality is present. May occur. The cause of the occurrence of this ejection abnormality is (1) mixing of bubbles into the cavity 220, (2) thickening or fixing of ink in the cavity 220 due to drying of the ink in the cavity 220, etc. (3) For example, paper dust adheres to the vicinity of the outlet of the nozzle NZ.

上述のとおり、吐出異常とは、典型的にはノズルNZからインクを吐出できない状態となること、即ちインクの不吐出現象が現れ、その場合、記録用紙Pに印刷した画像における画素のドット抜けを生じることである。また、上述のとおり、吐出異常の場合には、ノズルNZからインクが吐出されたとしても、インクの量が過少であったり、吐出されたインク滴の飛行方向(弾道)がずれたりして適正に着弾しないので、やはり画素のドット抜けとなって現れる。このようなことから、以下の説明では、吐出異常のことを単に「ドット抜け」と称し、また、吐出異常となった吐出部Dが具備するノズルNZを「抜けノズル」と称する場合がある。   As described above, the ejection abnormality typically means that ink cannot be ejected from the nozzles NZ, that is, a non-ejection phenomenon of ink appears. In this case, pixel missing in the image printed on the recording paper P is lost. Is to occur. Further, as described above, in the case of ejection abnormality, even if ink is ejected from the nozzle NZ, the amount of ink is too small or the flight direction (ballistic) of the ejected ink droplets is deviated. It will appear as a missing dot in the pixel. For this reason, in the following description, the ejection abnormality is simply referred to as “dot missing”, and the nozzle NZ provided in the ejection unit D that has caused ejection abnormality is sometimes referred to as “missing nozzle”.

以下においては、図7に示す比較結果に基づいて、吐出部Dにおいて生じる吐出異常の原因別に、残留振動の計算値と実験値が概ね一致するように、音響抵抗r及びイナータンスmのうち少なくとも一方の値を調整する。   In the following, based on the comparison results shown in FIG. 7, at least one of the acoustic resistance r and the inertance m is set so that the calculated value of the residual vibration and the experimental value are substantially matched for each cause of the discharge abnormality occurring in the discharge unit D. Adjust the value of.

まず、吐出異常の原因の1つである、(1)キャビティ220内への気泡の混入について検討する。図8は、キャビティ220内に気泡が混入した場合を説明するための概念図である。図8に示すように、キャビティ220内に気泡が混入した場合には、キャビティ220内を満たすインクの総重量が減り、イナータンスmが低下するものと考えられる。また、図8に例示するように、気泡がノズルNZ付近に付着している場合には、その径の大きさだけノズルNZの径が大きくなったと看做される状態となり、音響抵抗rが低下するものと考えられる。
したがって、図7に示すようなインクの吐出状態が正常である場合と比較して、音響抵抗r及びイナータンスmを小さく設定して、気泡混入時の残留振動の実験値とマッチングすることにより、図9のような結果(グラフ)が得られた。図7及び図9に示すように、キャビティ220内に気泡が混入して吐出異常が生じた場合には、吐出状態が正常である場合と比較して、残留振動の周波数が高くなる。なお、音響抵抗rの低下などにより、残留振動の振幅の減衰率も小さくなり、残留振動は、その振幅をゆっくりと下げていることも確認することができる。
First, (1) the mixing of bubbles into the cavity 220, which is one of the causes of abnormal discharge, will be examined. FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining a case where bubbles are mixed into the cavity 220. As shown in FIG. 8, when bubbles are mixed in the cavity 220, it is considered that the total weight of the ink filling the cavity 220 is reduced and the inertance m is reduced. Further, as illustrated in FIG. 8, when bubbles are attached in the vicinity of the nozzle NZ, it is considered that the diameter of the nozzle NZ is increased by the size of the diameter, and the acoustic resistance r is reduced. It is thought to do.
Therefore, the acoustic resistance r and the inertance m are set to be small compared with the case where the ink ejection state as shown in FIG. 7 is normal, and matched with the experimental value of the residual vibration when the bubbles are mixed. A result (graph) like 9 was obtained. As shown in FIG. 7 and FIG. 9, when bubbles are mixed in the cavity 220 and a discharge abnormality occurs, the frequency of the residual vibration becomes higher compared to the case where the discharge state is normal. It should be noted that the attenuation rate of the amplitude of the residual vibration is reduced due to the decrease in the acoustic resistance r, and it can be confirmed that the residual vibration is slowly decreasing the amplitude.

次に、吐出異常の原因の1つである、(2)キャビティ220内のインクの増粘または固着について検討する。図10は、キャビティ220のノズルNZ付近のインクが乾燥により固着した場合を説明するための概念図である。図10に示すように、ノズルNZ付近のインクが乾燥して固着した場合、キャビティ220内のインクは、キャビティ220内に閉じこめられたような状況となる。このような場合、音響抵抗rが増加するものと考えられる。
したがって、図7に示すようなインクの吐出状態が正常である場合と比較して、音響抵抗rを大きく設定して、ノズルNZ付近のインクが固着または増粘した場合の残留振動の実験値とマッチングすることにより、図11のような結果(グラフ)が得られた。なお、図11に示す実験値は、数日間図示しないキャップを装着しない状態で吐出部Dを放置し、ノズルNZ付近のインクが固着した状態における振動板210の残留振動を測定したものである。図7及び図11に示すように、キャビティ220内のノズルNZ付近のインクが固着した場合には、吐出状態が正常である場合と比較して、残留振動の周波数が極めて低くなるとともに、残留振動が過減衰となる特徴的な波形が得られる。これは、インクを吐出するために振動板210が+Z方向(上方)に引き寄せられることによって、キャビティ220内にリザーバからインクが流入した後に、振動板210が−Z方向(下方)に移動するときに、キャビティ220内のインクの逃げ道がないために、振動板210が急激に振動できなくなるため(過減衰となるため)である。
Next, (2) thickening or fixing of ink in the cavity 220, which is one of the causes of ejection abnormalities, will be examined. FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining a case where ink near the nozzle NZ of the cavity 220 is fixed by drying. As shown in FIG. 10, when the ink near the nozzle NZ is dried and fixed, the ink in the cavity 220 is confined in the cavity 220. In such a case, it is considered that the acoustic resistance r increases.
Therefore, compared with the case where the ink ejection state as shown in FIG. 7 is normal, the acoustic resistance r is set to be large, and the experimental value of the residual vibration when the ink near the nozzle NZ is fixed or thickened. By matching, a result (graph) as shown in FIG. 11 was obtained. Note that the experimental values shown in FIG. 11 are obtained by measuring the residual vibration of the vibration plate 210 in a state in which the ejection unit D is left without a cap (not shown) attached for several days and the ink near the nozzle NZ is fixed. As shown in FIGS. 7 and 11, when the ink in the vicinity of the nozzle NZ in the cavity 220 is fixed, the residual vibration frequency is extremely low and the residual vibration is lower than when the ejection state is normal. A characteristic waveform in which is overdamped is obtained. This is because when the vibration plate 210 is drawn in the + Z direction (upward) to discharge ink, the vibration plate 210 moves in the −Z direction (downward) after the ink flows into the cavity 220 from the reservoir. In addition, since there is no escape path for ink in the cavity 220, the vibration plate 210 cannot vibrate rapidly (because it is overdamped).

次に、吐出異常の原因の1つである、(3)ノズルNZの出口付近への紙粉付着について検討する。図12は、ノズルNZの出口付近に紙粉が付着した場合を説明するための概念図である。図12に示すように、ノズルNZの出口付近に紙粉が付着した場合、キャビティ220内から紙粉を介してインクが染み出してしまうとともに、ノズルNZからインクを吐出することができなくなる。ノズルNZの出口付近に紙粉が付着し、ノズルNZからインクが染み出している場合には、振動板210から見てキャビティ220内から染み出した分のインクが、吐出状態が正常の場合よりも増えることにより、イナータンスmが増加するものと考えられる。また、ノズルNZの出口付近に付着した紙粉の繊維によって音響抵抗rが増大するものと考えられる。
従って、図7に示すようなインクの吐出状態が正常である場合と比較して、イナータンスm及び音響抵抗rを大きく設定して、ノズルNZの出口付近への紙粉付着時の残留振動の実験値とマッチングすることにより、図13のような結果(グラフ)が得られた。図7及び図13のグラフから分かるように、ノズルNZの出口付近に紙粉が付着した場合には、吐出状態が正常である場合と比較して、残留振動の周波数が低くなる。
なお、図11及び図13に示すグラフから、(3)ノズルNZの出口付近への紙粉付着の場合は、(2)キャビティ220内のインクの増粘の場合と比較して、残留振動の周波数が高いことが分かる。
Next, (3) paper dust adhesion near the outlet of the nozzle NZ, which is one of the causes of ejection abnormalities, will be examined. FIG. 12 is a conceptual diagram for explaining a case where paper dust adheres near the outlet of the nozzle NZ. As shown in FIG. 12, when paper dust adheres to the vicinity of the outlet of the nozzle NZ, the ink oozes out from the cavity 220 through the paper dust, and the ink cannot be ejected from the nozzle NZ. When paper dust adheres to the vicinity of the outlet of the nozzle NZ and the ink oozes out from the nozzle NZ, the amount of ink oozed out of the cavity 220 when viewed from the diaphragm 210 is greater than when the ejection state is normal. Is also considered to increase the inertance m. In addition, it is considered that the acoustic resistance r is increased by the fiber of the paper powder adhering to the vicinity of the outlet of the nozzle NZ.
Therefore, compared with the case where the ink ejection state as shown in FIG. 7 is normal, the inertance m and the acoustic resistance r are set larger, and the residual vibration when the paper dust adheres to the vicinity of the outlet of the nozzle NZ. By matching the values, results (graphs) as shown in FIG. 13 were obtained. As can be seen from the graphs of FIGS. 7 and 13, when paper dust adheres near the outlet of the nozzle NZ, the frequency of residual vibration is lower than when the ejection state is normal.
From the graphs shown in FIGS. 11 and 13, (3) in the case of paper dust adhering to the vicinity of the outlet of the nozzle NZ, (2) the residual vibration is compared with the case of thickening the ink in the cavity 220. It can be seen that the frequency is high.

ここで、(2)インクの増粘の場合と、(3)ノズルNZの出口付近への紙粉付着の場合とでは、いずれも、インクの吐出状態が正常である場合に比べて残留振動の周波数が低くなっている。これら2つの吐出異常の原因は、残留振動の波形、具体的には、残留振動の周波数または周期を、予め定められた閾値を持って比較することで、区別することができる。   Here, in both (2) the case of ink thickening and (3) the case of paper dust adhering to the vicinity of the outlet of the nozzle NZ, the residual vibration is higher than that in the case where the ink ejection state is normal. The frequency is low. The causes of these two ejection abnormalities can be distinguished by comparing the residual vibration waveform, specifically, the frequency or period of the residual vibration with a predetermined threshold.

以上の説明から明らかなように、各吐出部Dを駆動したときに生じる残留振動の波形、特に、残留振動の周波数または周期に基づいて、各吐出部Dの吐出状態を判定することができる。より具体的には、残留振動の周波数または周期に基づいて、各吐出部Dにおける吐出状態が正常であるか否かについて、及び、各吐出部Dにおける吐出状態が異常である場合に当該吐出異常の原因が上述した(1)〜(3)のうち何れに該当するかについて、判定することができる。本実施形態に係るインクジェットプリンター1は、残留振動を解析して吐出状態を判定する吐出状態判定処理を実行する。   As is clear from the above description, the discharge state of each discharge unit D can be determined based on the waveform of residual vibration generated when each discharge unit D is driven, particularly the frequency or cycle of the residual vibration. More specifically, based on the frequency or period of the residual vibration, whether or not the discharge state in each discharge unit D is normal, and if the discharge state in each discharge unit D is abnormal, the discharge abnormality It can be determined which of the above (1) to (3) corresponds to the cause of the above. The ink jet printer 1 according to the present embodiment executes a discharge state determination process for analyzing a residual vibration and determining a discharge state.

<4.集積回路の構成>
以下、図14乃至図19を参照しつつ、集積回路30の構成と、集積回路30の周辺回路と、について説明する。
<4. Configuration of integrated circuit>
Hereinafter, the configuration of the integrated circuit 30 and the peripheral circuits of the integrated circuit 30 will be described with reference to FIGS. 14 to 19.

図14は、吐出部Dにおけるインクの吐出状態の判定に関係するインクジェットプリンター1の要部を示すブロック図である。
この図に示すようにヘッドユニット35は、記録ヘッド20と、ICチップ301に設けられた集積回路30と、を備える。上述のとおり、記録ヘッド20には、複数の吐出部Dが設けられる。つまり、記録ヘッド20は、複数の圧電素子200を備える。以下では、各ヘッドユニット35が備える記録ヘッド20に設けられる圧電素子200の個数(吐出部Dの個数)をn個として説明する(nは2以上の自然数)。
FIG. 14 is a block diagram illustrating a main part of the inkjet printer 1 related to determination of the ink ejection state in the ejection unit D.
As shown in this figure, the head unit 35 includes a recording head 20 and an integrated circuit 30 provided on the IC chip 301. As described above, the recording head 20 is provided with a plurality of ejection portions D. That is, the recording head 20 includes a plurality of piezoelectric elements 200. In the following description, the number of piezoelectric elements 200 (the number of ejection portions D) provided in the recording head 20 included in each head unit 35 is assumed to be n (n is a natural number of 2 or more).

図14に示すように、集積回路30は、供給部352Aと、制御信号生成部354と、残留振動検出部356Aと、を備える。
制御信号生成部354は、制御部6から供給される印字データSIやクロック信号等に基づいて、制御信号S(S1〜Sn、Sc)及び、制御信号A(A1〜An)を生成する。
供給部352Aは、制御信号生成部354が生成する制御信号Aに基づいて、駆動信号生成部33から供給される駆動信号COMを、各圧電素子200に供給する。
As shown in FIG. 14, the integrated circuit 30 includes a supply unit 352A, a control signal generation unit 354, and a residual vibration detection unit 356A.
The control signal generation unit 354 generates the control signal S (S1 to Sn, Sc) and the control signal A (A1 to An) based on the print data SI and the clock signal supplied from the control unit 6.
The supply unit 352A supplies the drive signal COM supplied from the drive signal generation unit 33 to each piezoelectric element 200 based on the control signal A generated by the control signal generation unit 354.

本実施形態に係るインクジェットプリンター1は、駆動信号COMを圧電素子200に印加したときに、当該圧電素子200を具備する吐出部Dにおいて生じるキャビティ220内の圧力変化である残留振動を、圧電素子200の起電力の変化として検出し、当該検出結果に基づいて、吐出部Dにおけるインクの吐出状態を判定する。
具体的には、まず、供給部352Aは、制御信号生成部354が生成する制御信号Sに基づいて、残留振動の検出対象である吐出部Dが備える圧電素子200の起電力の変化を示す出力信号OUT1を生成し、生成した出力信号OUT1を残留振動検出部356Aに対して供給する。そして、残留振動検出部356Aは、供給部352Aから供給される出力信号OUT1に基づいて、吐出部Dにおいて生じる残留振動を示す残留振動信号Vdを生成する。さらに、吐出状態判定部10は、残留振動検出部356Aが生成する残留振動信号Vdに基づいて、吐出部Dにおけるインクの吐出状態を判定して、判定結果を示す判定結果信号Rsを出力する。
When the drive signal COM is applied to the piezoelectric element 200, the inkjet printer 1 according to the present embodiment generates residual vibration that is a pressure change in the cavity 220 generated in the ejection unit D including the piezoelectric element 200. Is detected as a change in the electromotive force of the ink, and the ink ejection state in the ejection part D is determined based on the detection result.
Specifically, first, the supply unit 352A outputs, based on the control signal S generated by the control signal generation unit 354, the change in electromotive force of the piezoelectric element 200 included in the ejection unit D that is a target for detecting residual vibration. The signal OUT1 is generated, and the generated output signal OUT1 is supplied to the residual vibration detection unit 356A. Then, the residual vibration detection unit 356A generates a residual vibration signal Vd indicating the residual vibration generated in the discharge unit D based on the output signal OUT1 supplied from the supply unit 352A. Further, the ejection state determination unit 10 determines the ink ejection state in the ejection unit D based on the residual vibration signal Vd generated by the residual vibration detection unit 356A, and outputs a determination result signal Rs indicating the determination result.

図14に示すように、吐出状態判定部10は、計測部12と、判定部14と、を備える。計測部12は、残留振動検出部356Aが生成する残留振動信号Vdに基づいて、残留振動の周期を示す周期データNTcと、周期データNTcが有効であることを示す有効性フラグFlagと、を生成する。判定部14は、周期データNTc及び有効性フラグFlagに基づいて、各吐出部Dにおけるインクの吐出状態を判定し、判定結果を示す判定結果信号Rsを出力する。これにより、インクジェットプリンター1は、吐出部Dにおけるインクの吐出状態を判定することができる。   As illustrated in FIG. 14, the discharge state determination unit 10 includes a measurement unit 12 and a determination unit 14. Based on the residual vibration signal Vd generated by the residual vibration detection unit 356A, the measurement unit 12 generates periodic data NTc indicating the period of the residual vibration and an validity flag Flag indicating that the periodic data NTc is valid. To do. The determination unit 14 determines the ink discharge state in each discharge unit D based on the period data NTc and the validity flag Flag, and outputs a determination result signal Rs indicating the determination result. Thereby, the ink jet printer 1 can determine the ink ejection state in the ejection part D.

なお、駆動信号COMは、圧電素子200を駆動する必要があるため、例えば42Vの電源電圧で動作する。これに対して、残留振動検出部356Aや、吐出状態判定部10は、例えば3.3Vの電源電圧で動作する。   Since the drive signal COM needs to drive the piezoelectric element 200, the drive signal COM operates with a power supply voltage of 42V, for example. On the other hand, the residual vibration detection unit 356A and the ejection state determination unit 10 operate with a power supply voltage of 3.3 V, for example.

次に、図15を参照しつつ、ICチップ301と、ICチップ301の周辺回路とを電気的に接続する配線について説明する。
図15は、集積回路30が実装されたICチップ301と、ICチップ301の周辺回路と、を示すブロック図である。ICチップ301は、入力端子x0と、n個の接続端子x1と、出力端子x2と、を備える。
Next, wiring for electrically connecting the IC chip 301 and peripheral circuits of the IC chip 301 will be described with reference to FIG.
FIG. 15 is a block diagram showing an IC chip 301 on which the integrated circuit 30 is mounted and peripheral circuits of the IC chip 301. The IC chip 301 includes an input terminal x0, n connection terminals x1, and an output terminal x2.

図15に示すように、入力端子x0は、内部配線により供給部352Aと電気的に接続される。また、入力端子x0には、外部配線LX0が接続されている。外部配線LX0は、集積回路30及び駆動信号生成部33を電気的に接続するための配線であり、駆動信号生成部33が出力する駆動信号COMを集積回路30に供給する。
各接続端子x1は、内部配線により供給部352Aと電気的に接続される。また、各接続端子x1には、外部配線LX1(「第1外部配線」の一例)が接続されている。外部配線LX1は、集積回路30及び圧電素子200を電気的に接続するための配線である。
出力端子x2は、内部配線により残留振動検出部356Aと電気的に接続される。また、出力端子x2には、外部配線LX2(「第2外部配線」の一例)が接続されている。外部配線LX2は、集積回路30及び吐出状態判定部10を電気的に接続するための配線であり、残留振動検出部356Aが生成する残留振動信号Vdを吐出状態判定部10に供給する。
As shown in FIG. 15, the input terminal x0 is electrically connected to the supply unit 352A by an internal wiring. The external wiring LX0 is connected to the input terminal x0. The external wiring LX0 is a wiring for electrically connecting the integrated circuit 30 and the drive signal generation unit 33, and supplies the drive signal COM output from the drive signal generation unit 33 to the integrated circuit 30.
Each connection terminal x1 is electrically connected to the supply unit 352A by an internal wiring. In addition, an external wiring LX1 (an example of “first external wiring”) is connected to each connection terminal x1. The external wiring LX1 is a wiring for electrically connecting the integrated circuit 30 and the piezoelectric element 200.
The output terminal x2 is electrically connected to the residual vibration detection unit 356A through internal wiring. The output terminal x2 is connected to an external wiring LX2 (an example of “second external wiring”). The external wiring LX2 is a wiring for electrically connecting the integrated circuit 30 and the ejection state determination unit 10, and supplies the residual vibration signal Vd generated by the residual vibration detection unit 356A to the ejection state determination unit 10.

外部配線LX0、LX1、及び、LX2は、いずれも、フレキシブルケーブル300上に形成される配線である。また、外部配線LX1の経路長は、外部配線LX0の経路長よりも短く、また、外部配線LX2の経路長よりも短い。すなわち、集積回路30が実装されるICチップ301は、フレキシブルケーブル300のうち、駆動信号生成部33や吐出状態判定部10等が設けられるインクジェットプリンター1の本体側の基板(または本体側からの信号を中継する基板)に接続される他端部よりも、記録ヘッド20に接続される一端部に近い位置に設けられる。   The external wirings LX0, LX1, and LX2 are all wirings formed on the flexible cable 300. The path length of the external wiring LX1 is shorter than the path length of the external wiring LX0 and shorter than the path length of the external wiring LX2. That is, the IC chip 301 on which the integrated circuit 30 is mounted has a substrate (or a signal from the body side) of the inkjet printer 1 on which the drive signal generation unit 33, the ejection state determination unit 10 and the like are provided in the flexible cable 300. It is provided at a position closer to one end connected to the recording head 20 than the other end connected to the substrate).

図16は、供給部352Aと、n個の圧電素子200との電気的な構成を示す回路図である。
図16に示すように、供給部352Aは、駆動信号COMが供給される内部配線L1(「第1内部配線」の一例)と、圧電素子200の起電力Voutが供給される内部配線L2(「第2内部配線」の一例)と、圧電素子200に駆動信号COMを供給するか否か、及び、圧電素子200の起電力Voutを内部配線L2に供給するか否かを選択するための選択回路UXと、起電力Voutに基づいて起電力Voutの変化を示す出力信号OUT1を生成するハイパスフィルターHPF1と、抵抗R3と、を備える。
FIG. 16 is a circuit diagram showing an electrical configuration of the supply unit 352A and the n piezoelectric elements 200.
As illustrated in FIG. 16, the supply unit 352A includes an internal wiring L1 (an example of “first internal wiring”) to which the drive signal COM is supplied, and an internal wiring L2 to which the electromotive force Vout of the piezoelectric element 200 is supplied (“ An example of “second internal wiring”, and a selection circuit for selecting whether to supply the drive signal COM to the piezoelectric element 200 and whether to supply the electromotive force Vout of the piezoelectric element 200 to the internal wiring L2. A UX, a high-pass filter HPF1 that generates an output signal OUT1 indicating a change in the electromotive force Vout based on the electromotive force Vout, and a resistor R3 are provided.

図16に示すように、選択回路UXは、n個の圧電素子200と1対1に対応するn個の選択ユニットU(U1〜Un)を備える。各圧電素子200の上部電極122は、各選択ユニットUに電気的に接続される。また、各圧電素子200の下部電極124は、基準電位VBSに設定された供給ラインLvに電気的に接続される。
各選択ユニットUは、トランスファーゲートで構成された2個のスイッチを備える。例えば、図16に示すように、選択ユニットU1は、スイッチSW1(「第1スイッチ」の一例)とスイッチSW2(「第2スイッチ」の一例)とを備える。以下では、選択ユニットUとして選択ユニットU1を例示して説明するが、選択ユニットU2〜Unは、選択ユニットU1と同様に構成されている。
なお、本実施形態において、選択ユニットUが備えるスイッチを構成するトランスファーゲートは、並列に接続されたPチャネルトランジスターとNチャネルトランジスターとを備えるが、いずれか一方のチャネル型のトランジスターで構成されるものであってもよい。
As illustrated in FIG. 16, the selection circuit UX includes n selection units U (U1 to Un) corresponding to the n piezoelectric elements 200 on a one-to-one basis. The upper electrode 122 of each piezoelectric element 200 is electrically connected to each selection unit U. Further, the lower electrode 124 of each piezoelectric element 200 is electrically connected to a supply line Lv set to the reference potential VBS.
Each selection unit U includes two switches composed of transfer gates. For example, as illustrated in FIG. 16, the selection unit U1 includes a switch SW1 (an example of a “first switch”) and a switch SW2 (an example of a “second switch”). Below, although the selection unit U1 is illustrated and demonstrated as the selection unit U, the selection units U2-Un are comprised similarly to the selection unit U1.
In this embodiment, the transfer gate constituting the switch included in the selection unit U includes a P-channel transistor and an N-channel transistor connected in parallel, but is composed of any one of the channel-type transistors. It may be.

図16に示すように、スイッチSW1は、制御信号A1がハイレベルでオン状態となり、圧電素子200に駆動信号COMを供給する一方、制御信号A1がローレベルでオフ状態となり、圧電素子200に駆動信号COMを供給しない。すなわち、スイッチSW1は、駆動信号COMを圧電素子200に供給するか否かを切替可能に配置されている。
スイッチSW2は、制御信号S1がハイレベルでオン状態となり、圧電素子200の起電力VoutをハイパスフィルターHPF1に供給する一方、制御信号S1がローレベルでオフ状態となり、圧電素子200の起電力VoutをハイパスフィルターHPF1に供給しない。すなわち、スイッチSW2は、圧電素子200の起電力VoutをハイパスフィルターHPF1に供給するか否かを切替可能に配置されている。
なお、詳細は後述するが、本実施形態において、スイッチSW1がオン状態になる期間と、スイッチSW2がオン状態になる期間は、一部重複するが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、スイッチSW1とスイッチSW2とは、排他的にオン状態になるものであってもよい。
As shown in FIG. 16, the switch SW1 is turned on when the control signal A1 is at a high level, and supplies the drive signal COM to the piezoelectric element 200, while the control signal A1 is turned off when the control signal A1 is at a low level. The signal COM is not supplied. That is, the switch SW1 is arranged to be able to switch whether or not to supply the drive signal COM to the piezoelectric element 200.
The switch SW2 is turned on when the control signal S1 is at a high level and supplies the electromotive force Vout of the piezoelectric element 200 to the high pass filter HPF1, while the control signal S1 is turned off when the control signal S1 is at a low level. Not supplied to the high pass filter HPF1. That is, the switch SW2 is arranged to be able to switch whether or not to supply the electromotive force Vout of the piezoelectric element 200 to the high-pass filter HPF1.
Although details will be described later, in the present embodiment, the period in which the switch SW1 is in the ON state and the period in which the switch SW2 is in the ON state partially overlap, but the present invention is limited to such an embodiment. Instead, the switch SW1 and the switch SW2 may be exclusively turned on.

図16に示すように、圧電素子200の上部電極122に電気的に接続される外部配線LX1と、スイッチSW1と、スイッチSW2と、はノードN1において電気的に接続されている。
また、内部配線L1及び内部配線L2は、抵抗R3を介して電気的に接続されている。より具体的には、内部配線L1及び抵抗R3の一方の端子は、ノードN2において電気的に接続され、また、内部配線L2及び抵抗R3の他方の端子は、ノードN3において電気的に接続されている。抵抗R3は、ノードN3に駆動信号COMの電圧を供給するバイアス抵抗として機能する。なお、供給部352Aは、ノードN3をバイアスする抵抗R3を備えているが、この抵抗R3は設けられなくてもよい。
また、スイッチSW1及び駆動信号生成部33は内部配線L1により電気的に接続され、スイッチSW2及びハイパスフィルターHPF1は、内部配線L2により電気的に接続されている。
As shown in FIG. 16, the external wiring LX1, which is electrically connected to the upper electrode 122 of the piezoelectric element 200, the switch SW1, and the switch SW2 are electrically connected at the node N1.
The internal wiring L1 and the internal wiring L2 are electrically connected via a resistor R3. More specifically, one terminal of the internal wiring L1 and the resistor R3 is electrically connected at the node N2, and the other terminal of the internal wiring L2 and the resistor R3 is electrically connected at the node N3. Yes. The resistor R3 functions as a bias resistor that supplies the voltage of the drive signal COM to the node N3. The supply unit 352A includes a resistor R3 that biases the node N3, but the resistor R3 may not be provided.
Further, the switch SW1 and the drive signal generation unit 33 are electrically connected by the internal wiring L1, and the switch SW2 and the high-pass filter HPF1 are electrically connected by the internal wiring L2.

ハイパスフィルターHPF1は、キャパシターC1と、抵抗R1と、抵抗R1と並列に設けられたスイッチSW3と、を備え、起電力Voutに基づいて出力信号OUT1を生成する。キャパシターC1の一方の端子は内部配線L2と電気的に接続され、他方の端子は抵抗R1の一方の端子と電気的に接続される。抵抗R1の他方の端子には固定電位であるアナロググランドAGNDが供給される。アナロググランドAGNDの電位は、例えば、残留振動検出部356Aの高電源電位と低電源電位との中心電位に設定されている。   The high pass filter HPF1 includes a capacitor C1, a resistor R1, and a switch SW3 provided in parallel with the resistor R1, and generates an output signal OUT1 based on the electromotive force Vout. One terminal of the capacitor C1 is electrically connected to the internal wiring L2, and the other terminal is electrically connected to one terminal of the resistor R1. An analog ground AGND having a fixed potential is supplied to the other terminal of the resistor R1. The potential of the analog ground AGND is set to, for example, the center potential between the high power supply potential and the low power supply potential of the residual vibration detection unit 356A.

スイッチSW3は、スイッチSW1と同様に、トランスファーゲートで構成される。スイッチSW3は、制御信号Scがハイレベルでオン状態となり、ローレベルでオフ状態となる。スイッチSW3をオン状態とすることで、残留振動検出部356Aの入力端子の電位をアナロググランドAGNDにクランプすることが可能となる。   The switch SW3 is composed of a transfer gate, like the switch SW1. The switch SW3 is turned on when the control signal Sc is high and turned off when the control signal Sc is low. By turning on the switch SW3, the potential of the input terminal of the residual vibration detection unit 356A can be clamped to the analog ground AGND.

圧電素子200の起電力Voutの変化は、キャビティ220内部の圧力の変化を示す。このため、残留振動の周波数帯域は、駆動信号COMの周波数帯域と比較して狭い。また、残留振動にはノイズが重畳することがある。ハイパスフィルターHPF1は、残留振動の周波数帯域よりも低域の周波数成分を減衰させる。これにより、残留振動検出部356Aで検出する残留振動の精度を向上させることができる。   A change in the electromotive force Vout of the piezoelectric element 200 indicates a change in the pressure inside the cavity 220. For this reason, the frequency band of residual vibration is narrower than the frequency band of the drive signal COM. In addition, noise may be superimposed on the residual vibration. The high-pass filter HPF1 attenuates frequency components that are lower than the frequency band of residual vibration. Thereby, the accuracy of the residual vibration detected by the residual vibration detection unit 356A can be improved.

ところで、本実施形態では、駆動信号COMの最大電位は42Vであるのに対し、残留振動検出部356Aの高電源電位は3.3V、低電源電位は0Vとしている。これは、圧電素子200を駆動するためには大振幅の駆動信号COMが必要となる一方、残留振動検出部356Aはアナログ信号の処理回路であり、大きなダイナミックレンジが不要だからである。すなわち、駆動信号COMの最大電位と比較して、残留振動検出部356Aの高電源電位は低い。このため、本実施形態では、ハイパスフィルターHPF1のキャパシターC1によって、起電力Voutの直流成分をカットしている。   By the way, in the present embodiment, the maximum potential of the drive signal COM is 42V, whereas the high power supply potential of the residual vibration detector 356A is 3.3V and the low power supply potential is 0V. This is because a drive signal COM having a large amplitude is required to drive the piezoelectric element 200, while the residual vibration detection unit 356A is an analog signal processing circuit and does not require a large dynamic range. That is, the high power supply potential of the residual vibration detection unit 356A is lower than the maximum potential of the drive signal COM. For this reason, in this embodiment, the DC component of the electromotive force Vout is cut by the capacitor C1 of the high-pass filter HPF1.

また、詳細は後述するが、ハイパスフィルターHPF1のスイッチSW3は、残留振動を検出する期間を除いてオン状態となり残留振動検出部356Aの入力端子はアナロググランドAGNDにクランプされる。すなわち、本実施形態において、ノードN3の電位が大きく変化する期間において、スイッチSW3はオン状態となる。キャパシターC1によって直流成分がカットされても、ノードN3の電位が大きく変化すると、残留振動検出部356Aの入力端子の電位が高電源電位を超えて大きく変化する。電子回路において、このようにダイナミックレンジを超える大振幅の信号が供給されると、回路要素の各部に電荷が充電され、正常に動作するまでに長時間を要することがある。また、ダイナミックレンジを超える大振幅の信号が供給される場合、電子回路を構成するトランジスターなどの部品の耐圧を高くする必要がある。
これに対して、本実施形態では、ノードN3の電位が大きく変化する期間においてスイッチSW3をオン状態として、残留振動検出部356Aの入力端子の電位をアナロググランドAGNDにクランプする。このため、残留振動の検出期間において直ちに残留振動の検出を開始することができ、さらに残留振動検出部356Aを構成する部品の耐圧を下げることが可能となる。
Although details will be described later, the switch SW3 of the high-pass filter HPF1 is turned on except during a period in which the residual vibration is detected, and the input terminal of the residual vibration detector 356A is clamped to the analog ground AGND. That is, in the present embodiment, the switch SW3 is turned on during a period in which the potential of the node N3 changes greatly. Even if the direct current component is cut by the capacitor C1, if the potential of the node N3 changes greatly, the potential of the input terminal of the residual vibration detection unit 356A greatly changes beyond the high power supply potential. In such an electronic circuit, when a signal having a large amplitude exceeding the dynamic range is supplied as described above, each part of the circuit element is charged, and it may take a long time to operate normally. Further, when a signal with a large amplitude exceeding the dynamic range is supplied, it is necessary to increase the withstand voltage of components such as a transistor constituting the electronic circuit.
On the other hand, in the present embodiment, the switch SW3 is turned on during a period in which the potential of the node N3 greatly changes, and the potential of the input terminal of the residual vibration detection unit 356A is clamped to the analog ground AGND. For this reason, it is possible to immediately start detection of residual vibration during the residual vibration detection period, and it is possible to further reduce the withstand voltage of the components constituting the residual vibration detection unit 356A.

図17に、残留振動検出部356Aの詳細な構成例を示す。この図に示すように、残留振動検出部356Aは、ゲイン調整部36、ローパスフィルター37、バッファ38を備える。
ゲイン調整部36は、オペアンプを用いた負帰還型のアンプであり、その出力信号を分圧する可変抵抗器Vrの中点を調整することによって、出力信号OUT1の振幅を調整することができる。
ローパスフィルター37は、出力信号OUT1の高域周波数成分を減衰させる。この例のローパスフィルター37は、オペアンプを用いた多重帰還型であるが、残留振動の周波数帯域よりも高域周波数成分を減衰させるのであれば、どのような形式であってもよい。ローパスフィルター37によって、検出する周波数範囲を限定することでノイズ成分を除去することが可能となる。
バッファ38は、インピーダンスを変換してローインピーダンスの残留振動信号Vdを出力する。この例のバッファ38は、オペアンプを用いたボルテージフォロアで構成されている。
FIG. 17 shows a detailed configuration example of the residual vibration detection unit 356A. As shown in this figure, the residual vibration detection unit 356A includes a gain adjustment unit 36, a low-pass filter 37, and a buffer 38.
The gain adjusting unit 36 is a negative feedback type amplifier using an operational amplifier, and can adjust the amplitude of the output signal OUT1 by adjusting the midpoint of the variable resistor Vr that divides the output signal.
The low pass filter 37 attenuates the high frequency component of the output signal OUT1. The low-pass filter 37 in this example is a multiple feedback type using an operational amplifier, but any type may be used as long as the high-frequency component is attenuated from the residual vibration frequency band. By limiting the frequency range to be detected by the low-pass filter 37, it is possible to remove noise components.
The buffer 38 converts the impedance and outputs a low-impedance residual vibration signal Vd. The buffer 38 in this example is composed of a voltage follower using an operational amplifier.

このような残留振動検出部356Aにより、出力信号OUT1からノイズ成分を取り除き、且つ、出力信号OUT1の振幅を増幅させた残留振動信号Vdを生成することができる。このため、残留振動信号Vdに基づいて、吐出部Dにおけるインクの吐出状態を正確に判定することが可能となる。   Such residual vibration detection unit 356A can generate a residual vibration signal Vd in which a noise component is removed from the output signal OUT1 and the amplitude of the output signal OUT1 is amplified. Therefore, it is possible to accurately determine the ink ejection state in the ejection part D based on the residual vibration signal Vd.

集積回路30は、複数の配線層に、トランジスター等の集積回路30の各種構成要素が形成される。以下、集積回路30の配線構造について、図18及び図19を参照しつつ説明する。   In the integrated circuit 30, various components of the integrated circuit 30 such as transistors are formed in a plurality of wiring layers. Hereinafter, the wiring structure of the integrated circuit 30 will be described with reference to FIGS.

図18は、集積回路30が実装されるICチップ301の一部を、当該集積回路30が形成される基板に垂直な方向から平面視したときの平面図の一例である。図19は、ICチップ301を、図18におけるE−e線で破断した部分断面図の一例である。
なお、図18では、簡単のため、内部配線L1、内部配線L2、選択回路UX、残留振動検出部356A等、集積回路30の一部の構成要素を、概略的に示している。
FIG. 18 is an example of a plan view of a part of the IC chip 301 on which the integrated circuit 30 is mounted as viewed in a plan view from a direction perpendicular to the substrate on which the integrated circuit 30 is formed. FIG. 19 is an example of a partial cross-sectional view of the IC chip 301 taken along line E-e in FIG.
In FIG. 18, for the sake of simplicity, some components of the integrated circuit 30 such as the internal wiring L1, the internal wiring L2, the selection circuit UX, and the residual vibration detection unit 356A are schematically illustrated.

図19に例示するように、集積回路30を構成する各要素は、基板302上に実装される。本実施形態では、基板302としてP型半導体基板を用いる場合を例示している。なお、基板302としては、P型半導体基板以外の任意の基板、例えば、N型半導体基板等の半導体基板や、ガラス基板等を採用してもよい。   As illustrated in FIG. 19, each element constituting the integrated circuit 30 is mounted on a substrate 302. In this embodiment, the case where a P-type semiconductor substrate is used as the substrate 302 is illustrated. As the substrate 302, any substrate other than the P-type semiconductor substrate, for example, a semiconductor substrate such as an N-type semiconductor substrate, a glass substrate, or the like may be employed.

図19に例示するように、基板302には、基板302にN型の不純物を注入して形成されたNウェル303が設けられている。また、Nウェル303には、Nウェル303にP型の不純物を注入して形成された複数のP型不純物拡散層Ppが設けられている。なお、基板302には、例えば、Nウェル303が形成されていない領域において、基板302にP型の不純物を注入したPウェルが設けられ、また、当該PウェルにN型の不純物を注入して形成された複数のN型不純物拡散層が設けられていてもよい。   As illustrated in FIG. 19, the substrate 302 is provided with an N well 303 formed by implanting an N-type impurity into the substrate 302. The N well 303 is provided with a plurality of P type impurity diffusion layers Pp formed by implanting P type impurities into the N well 303. The substrate 302 is provided with, for example, a P well in which a P-type impurity is implanted into the substrate 302 in a region where the N-well 303 is not formed, and the N-type impurity is implanted into the P well. A plurality of formed N-type impurity diffusion layers may be provided.

図19に示す例では、Nウェル303(またはPウェル)上に、アルミニウム等の金属その他の導電性材料からなる複数の配線層LY(LY1〜LY5)と、非導電性の材料からなる複数の層間絶縁層LZ(LZ1〜LZ6)と、が設けられている。なお、配線層LYとは、同一の層に設けられる1または複数の導電性の端子または配線の総称である。   In the example shown in FIG. 19, on the N well 303 (or P well), a plurality of wiring layers LY (LY1 to LY5) made of a metal or other conductive material such as aluminum and a plurality of nonconductive materials. Interlayer insulating layers LZ (LZ1 to LZ6) are provided. The wiring layer LY is a general term for one or a plurality of conductive terminals or wirings provided in the same layer.

そして、図18及び図19に示す例では、配線層LY1〜LY5のうち、配線層LY1及びLY2において、残留振動検出部356Aや選択回路UX等の電子回路(ロジック回路)が形成されており、配線層LY3において、導電性の材料よりなるシールド部SH(SH1、SH2)が形成されており、配線層LY5において、内部配線L1及びL2が形成されている。ここで、シールド部SHは、所定の電位(例えば、アナロググランドAGNDの電位)に設定された給電部(図示省略)に電気的に接続されている。
以下では、シールド部SHが形成される配線層LYをシールド配線層(「第3配線層」の一例)と称し、シールド配線層から見て基板302側の配線層LYを下部配線層(「第1配線層」の一例)と称し、シールド配線層から見て基板302とは反対側の配線層LYを上部配線層(「第2配線層」の一例)と称する。すなわち、本実施形態では、下部配線層は、電子回路(ロジック回路)が設けられる配線層であり、上部配線層は、内部配線L1及びL2等が設けられる配線層である。
In the example shown in FIGS. 18 and 19, in the wiring layers LY1 and LY2 of the wiring layers LY1 to LY5, electronic circuits (logic circuits) such as the residual vibration detection unit 356A and the selection circuit UX are formed. In the wiring layer LY3, a shield part SH (SH1, SH2) made of a conductive material is formed, and in the wiring layer LY5, internal wirings L1 and L2 are formed. Here, the shield part SH is electrically connected to a power supply part (not shown) set to a predetermined potential (for example, the potential of the analog ground AGND).
Hereinafter, the wiring layer LY in which the shield part SH is formed is referred to as a shield wiring layer (an example of “third wiring layer”), and the wiring layer LY on the substrate 302 side as viewed from the shield wiring layer is referred to as a lower wiring layer (“first wiring layer”). The wiring layer LY on the side opposite to the substrate 302 when viewed from the shield wiring layer is referred to as an upper wiring layer (an example of “second wiring layer”). That is, in the present embodiment, the lower wiring layer is a wiring layer in which an electronic circuit (logic circuit) is provided, and the upper wiring layer is a wiring layer in which internal wirings L1 and L2 are provided.

図19では、理解を容易にするために、残留振動検出部356Aを構成する構成要素の一例として、例示的に2個のPチャネルトランジスターを示している。この図では、各トランジスターは、配線層LY1にゲート電極GTを設け、不純物拡散層Ppをソースまたはドレインとする態様を例示している。
なお、この図では、半導体基板にアクティブ層を有するMOS型トランジスターを例示しているが、電子回路を構成するトランジスターは、どのような酒類のトランジスターでもよい。例えば、薄膜トランジスターでもよいし、電界効果トランジスターでもよい。
また、図19では、シールド配線層が1層の配線層LY3からなり、下部配線層が2層の配線層LY1及びLY2からなり、上部配線層が2層の配線層LY4及びLY5からなる場合を例示しているが、シールド配線層、下部配線層、及び、上部配線層の各々は、1層以上の配線層LYからなるものであればよい。また、下部配線層は、Nウェル303(及びPウェル)、及び、不純物拡散層を含むものであってもよい。
In FIG. 19, in order to facilitate understanding, two P-channel transistors are illustratively shown as an example of components constituting the residual vibration detection unit 356A. In this figure, each transistor has an example in which the gate electrode GT is provided in the wiring layer LY1 and the impurity diffusion layer Pp is used as the source or drain.
In this figure, a MOS transistor having an active layer on a semiconductor substrate is illustrated, but the transistor constituting the electronic circuit may be any liquor transistor. For example, a thin film transistor or a field effect transistor may be used.
In FIG. 19, the shield wiring layer is composed of one wiring layer LY3, the lower wiring layer is composed of two wiring layers LY1 and LY2, and the upper wiring layer is composed of two wiring layers LY4 and LY5. Although illustrated, each of the shield wiring layer, the lower wiring layer, and the upper wiring layer may be formed of one or more wiring layers LY. The lower wiring layer may include an N well 303 (and a P well) and an impurity diffusion layer.

集積回路30は、平面視したときに、耐圧の低い部品から構成される電子回路や当該電子回路に接続される配線等が下部配線層に形成される低電圧領域AR1(「第1領域」の一例)と、耐圧の高い部品から構成される電子回路や当該電子回路に接続される配線等が下部配線層に形成される高電圧領域AR2(「第2領域」の一例)と、に区分される。
本実施形態では、図18に例示するように、残留振動検出部356Aは低電圧領域AR1の下部配線層に設けられ、選択回路UXは高電圧領域AR2の下部配線層に設けられる。
The integrated circuit 30 has a low voltage region AR1 (in the “first region”) in which an electronic circuit composed of components having a low withstand voltage and wiring connected to the electronic circuit are formed in the lower wiring layer when viewed in plan. An example) and an electronic circuit composed of a high-voltage component, and a wiring connected to the electronic circuit are divided into a high voltage area AR2 (an example of a “second area”) formed in the lower wiring layer. The
In the present embodiment, as illustrated in FIG. 18, the residual vibration detection unit 356A is provided in the lower wiring layer of the low voltage region AR1, and the selection circuit UX is provided in the lower wiring layer of the high voltage region AR2.

また、本実施形態では、図18に例示するように、低電圧領域AR1は、部分領域AP1(「第1部分領域」の一例)を含み、高電圧領域AR2は、部分領域AP2(「第2部分領域」の一例)を含む。内部配線L1は、部分領域AP2の上部配線層に設けられ、内部配線L2は、部分領域AP1の上部配線層と部分領域AP2の上部配線層とに設けられる。
より具体的には、部分領域AP2は、部分領域AP2aと部分領域AP2bとを含む。そして、内部配線L1は、高電圧領域AR2のうち部分領域AP2bの上部配線層に設けられ、内部配線L2は、高電圧領域AR2のうち部分領域AP2aの上部配線層に設けられる。
In this embodiment, as illustrated in FIG. 18, the low voltage region AR1 includes a partial region AP1 (an example of “first partial region”), and the high voltage region AR2 includes a partial region AP2 (“second region”). An example of “partial region”. The internal wiring L1 is provided in the upper wiring layer of the partial region AP2, and the internal wiring L2 is provided in the upper wiring layer of the partial region AP1 and the upper wiring layer of the partial region AP2.
More specifically, the partial area AP2 includes a partial area AP2a and a partial area AP2b. The internal wiring L1 is provided in the upper wiring layer of the partial region AP2b in the high voltage region AR2, and the internal wiring L2 is provided in the upper wiring layer of the partial region AP2a in the high voltage region AR2.

また、本実施形態では、図18に例示するように、シールド部SHが、平面視して、部分領域AP1及び部分領域AP2を少なくとも含む領域に設けられる。
より具体的には、本実施形態において、シールド部SHは、シールド部SH1と、シールド部SH2とを含む。そして、シールド部SH1は、内部配線L1を覆うように、部分領域AP2bを含む領域に設けられ、シールド部SH2は、内部配線L2を覆うように、部分領域AP1及び部分領域AP2aを含む領域に設けられる。
なお、この図に示す例では、平面視してシールド部SH1及びSH2が離間するようにシールド部SHが設けられているが、シールド部SH1及びSH2が接続するようにシールド部SHが設けられていてもよい。つまり、この図に示す例では、シールド部SHは、2つの部分(SH1及びSH2)に区分されているが、1つの部分からなるものであってもよいし、3以上の部分に区分されていてもよい。
また、図18及び図19に示す例では、ハイパスフィルターHPF1のキャパシターC1は、低電圧領域AR1の配線層LY3及びLY4に設けられているが、キャパシターC1はいずれの配線層LYに設けられていてもよい。
In the present embodiment, as illustrated in FIG. 18, the shield part SH is provided in a region including at least the partial region AP1 and the partial region AP2 in plan view.
More specifically, in the present embodiment, the shield part SH includes a shield part SH1 and a shield part SH2. The shield portion SH1 is provided in a region including the partial region AP2b so as to cover the internal wiring L1, and the shield portion SH2 is provided in a region including the partial region AP1 and the partial region AP2a so as to cover the internal wiring L2. It is done.
In the example shown in this figure, the shield part SH is provided so that the shield parts SH1 and SH2 are separated from each other in plan view, but the shield part SH is provided so that the shield parts SH1 and SH2 are connected. May be. That is, in the example shown in this figure, the shield part SH is divided into two parts (SH1 and SH2). However, the shield part SH may be composed of one part or divided into three or more parts. May be.
In the example shown in FIGS. 18 and 19, the capacitor C1 of the high-pass filter HPF1 is provided in the wiring layers LY3 and LY4 in the low voltage region AR1, but the capacitor C1 is provided in any wiring layer LY. Also good.

以上において説明したように、本実施形態では、残留振動検出部356Aを構成する電子回路のダイナミックレンジと比較して大振幅の信号である駆動信号COMが供給される内部配線L1と、起電力Voutが供給される内部配線L2と、が上部配線層に形成される。また、残留振動検出部356Aを構成する電子回路(ロジック回路)が下部配線層に形成される。そして、下部配線層及び上部配線層の間のシールド配線層には、所定の電位に設定されたシールド部SHが、平面視して内部配線L1及びL2を覆うように設けられる。
このため、内部配線L1またはL2と電子回路(ロジック回路)の間に寄生容量が生じることを防止することができ、駆動信号COMの電位の変動または起電力Voutの電位の変動が、ノイズとして電子回路に伝播することを防止することが可能となる。これにより、残留振動検出部356A等の電子回路において、ノイズの影響を排除した正確な残留振動の検出が可能となり、吐出部Dにおけるインクの吐出状態を正確に判定することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, the internal wiring L1 to which the drive signal COM that is a signal having a large amplitude is supplied as compared with the dynamic range of the electronic circuit constituting the residual vibration detection unit 356A, and the electromotive force Vout. Is formed in the upper wiring layer. In addition, an electronic circuit (logic circuit) constituting the residual vibration detection unit 356A is formed in the lower wiring layer. In the shield wiring layer between the lower wiring layer and the upper wiring layer, a shield part SH set to a predetermined potential is provided so as to cover the internal wirings L1 and L2 in plan view.
For this reason, it is possible to prevent the occurrence of parasitic capacitance between the internal wiring L1 or L2 and the electronic circuit (logic circuit), and fluctuations in the potential of the drive signal COM or fluctuations in the potential of the electromotive force Vout are regarded as noise. Propagation to the circuit can be prevented. Accordingly, in the electronic circuit such as the residual vibration detection unit 356A, it is possible to accurately detect the residual vibration without the influence of noise, and it is possible to accurately determine the ink ejection state in the ejection unit D.

上述のとおり、インクジェットプリンター1は、圧電素子200の起電力Voutの変化を検出し、当該検出結果に基づいて、吐出部Dにおけるインクの吐出状態を判定する。このため、起電力Voutにノイズが重畳した場合には、吐出部Dにおけるインクの吐出状態を正確に判定できなく可能性が高くなる。
これに対して、本実施形態では、シールド配線層にシールド部SHを設けるため、電子回路において生じるノイズが内部配線L2に伝播する可能性を低く抑えることができる。すなわち、電子回路において生じるノイズが起電力Voutに重畳することを防止し、残留振動検出部356Aで検出する残留振動の精度を向上させることができる。
As described above, the ink jet printer 1 detects a change in the electromotive force Vout of the piezoelectric element 200 and determines the ink ejection state in the ejection unit D based on the detection result. For this reason, when noise is superimposed on the electromotive force Vout, it is highly possible that the ink ejection state in the ejection part D cannot be accurately determined.
On the other hand, in this embodiment, since the shield part SH is provided in the shield wiring layer, it is possible to suppress the possibility that noise generated in the electronic circuit propagates to the internal wiring L2. That is, it is possible to prevent noise generated in the electronic circuit from being superimposed on the electromotive force Vout, and to improve the accuracy of the residual vibration detected by the residual vibration detection unit 356A.

<5.供給部の動作>
次に、図20乃至図23を参照しつつ、供給部352Aの動作について説明する。図20は供給部352Aの動作を示すタイミングチャートであり、図21〜図23は、各期間におけるスイッチSW1、SW2及びSW3のオン状態及びオフ状態を示す説明図である。なお、図21〜図23に示す例は、選択ユニットU1に対応する吐出部Dにおけるインクの吐出状態を検出する場合を想定している。
<5. Operation of supply unit>
Next, the operation of the supply unit 352A will be described with reference to FIGS. FIG. 20 is a timing chart illustrating the operation of the supply unit 352A, and FIGS. 21 to 23 are explanatory diagrams illustrating the on and off states of the switches SW1, SW2, and SW3 in each period. Note that the examples illustrated in FIGS. 21 to 23 assume a case where the ink ejection state in the ejection unit D corresponding to the selection unit U1 is detected.

まず、時刻t0から時刻t1までの期間T1では、駆動信号COMに微振動パルスP1が含まれている。微振動パルスP1が圧電素子200に印加されると、圧電素子200は微振動する。この場合、インクがノズルNZから吐出することはないが、キャビティ220内のインクを撹拌してその増粘を抑制することができる。期間T1では、制御信号A1及びS1がローレベルとなるので、スイッチSW1及びSW2がオフ状態となる。一方、期間T1では、制御信号Scがハイレベルとなるので、スイッチSW3がオン状態となる。この結果、図21(A)に示すように、ノードN4の電位はアナロググランドAGNDにクランプされる。
なお、期間T1において、制御信号A2〜Anはハイレベル、制御信号S2〜Snはローレベルになるので、検査対象以外の吐出部Dに対応する圧電素子200に微振動パルスP1が印加され、検査対象以外の吐出部Dに対応するキャビティ220内のインクについて増粘が抑制される。
First, in a period T1 from time t0 to time t1, the drive signal COM includes the slight vibration pulse P1. When the fine vibration pulse P1 is applied to the piezoelectric element 200, the piezoelectric element 200 vibrates slightly. In this case, ink is not ejected from the nozzle NZ, but the ink in the cavity 220 can be agitated to suppress its thickening. In the period T1, since the control signals A1 and S1 are at a low level, the switches SW1 and SW2 are turned off. On the other hand, in the period T1, since the control signal Sc is at a high level, the switch SW3 is turned on. As a result, as shown in FIG. 21A, the potential of the node N4 is clamped to the analog ground AGND.
In the period T1, since the control signals A2 to An are at a high level and the control signals S2 to Sn are at a low level, the micro vibration pulse P1 is applied to the piezoelectric element 200 corresponding to the ejection unit D other than the inspection target, and the inspection is performed. Thickening is suppressed for the ink in the cavity 220 corresponding to the ejection part D other than the target.

次に、時刻t1から時刻t2までの期間T2は、駆動信号COMに検査パルスP2が含まれている。期間T2は、制御信号A1がハイレベルとなり、スイッチSW1がオン状態となる点を除いて、期間T1と同様である。すなわち、期間T2において、図21(B)に示すように、スイッチSW1及びSW3がオン状態となる。
スイッチSW1がオン状態となって検査パルスP2が圧電素子200に印加されると、圧電素子200は、検査パルスP2の立ち下がりに同期してインクをキャビティ220内に引き込む方向に撓み、検査パルスP2の立ち上がりに同期してインクをキャビティ220から押し出す方向に撓む。
ここで、検査パルスP2は、インクがノズルNZから吐出しないように振幅、位相及び立ち上がり時間が調整されていてもよいし、あるいは、検査パルスP2によってインクがノズルNZから吐出されてもよい。検査パルスP2が非吐出に対応する波形である場合には、印刷処理を実行している期間に吐出状態判定処理を実行し残留振動を検出することができる。一方、検査パルスP2が吐出に対応する波形である場合には、例えば、ヘッドユニット35を記録用紙Pからはずれた位置に移動させたうえで、吐出状態判定処理を実行すればよい。
Next, in the period T2 from time t1 to time t2, the inspection signal P2 is included in the drive signal COM. The period T2 is the same as the period T1 except that the control signal A1 is at a high level and the switch SW1 is turned on. That is, in the period T2, as illustrated in FIG. 21B, the switches SW1 and SW3 are turned on.
When the switch SW1 is turned on and the inspection pulse P2 is applied to the piezoelectric element 200, the piezoelectric element 200 bends in the direction of drawing ink into the cavity 220 in synchronization with the falling of the inspection pulse P2, and the inspection pulse P2 The ink is bent in the direction of pushing out from the cavity 220 in synchronization with the rise of the ink.
Here, the inspection pulse P2 may be adjusted in amplitude, phase and rise time so that ink is not ejected from the nozzle NZ, or ink may be ejected from the nozzle NZ by the inspection pulse P2. When the inspection pulse P2 has a waveform corresponding to non-ejection, it is possible to detect the residual vibration by executing the ejection state determination process during the period when the printing process is being performed. On the other hand, when the inspection pulse P2 has a waveform corresponding to ejection, for example, the ejection state determination process may be executed after the head unit 35 is moved to a position deviated from the recording paper P.

次に、時刻t2から時刻t3までの期間T3においては、駆動信号COMは、所定電位Vxとなっている。期間T3では、制御信号A1、S1及びScがハイレベルとなるので、スイッチSW1、SW2及びSW3がオン状態となる。この結果、図22に示すようにノードN2の電位は所定電位Vxとなり、また、ノードN3の電位も所定電位Vxとなる。   Next, in a period T3 from time t2 to time t3, the drive signal COM is at a predetermined potential Vx. In the period T3, since the control signals A1, S1, and Sc are at a high level, the switches SW1, SW2, and SW3 are turned on. As a result, as shown in FIG. 22, the potential of the node N2 becomes the predetermined potential Vx, and the potential of the node N3 also becomes the predetermined potential Vx.

次に、時刻t3から時刻t4までの期間T4においては、駆動信号COMは、所定電位Vxとなっている。期間T4では、制御信号S1がハイレベルを維持するので、スイッチSW2がオン状態となる。一方、制御信号A1及びScがローレベルとなるので、スイッチSW1及びSW3がオフ状態となる。この結果、図23に示すようにノードN2の電位は所定電位Vxとなり、また、ノードN3の電位は抵抗R3によってバイアスされた状態で、圧電素子200に発生する起電力VoutがハイパスフィルターHPF1を介して出力信号OUT1として取り出される。   Next, in a period T4 from time t3 to time t4, the drive signal COM is at a predetermined potential Vx. In the period T4, the control signal S1 maintains a high level, so that the switch SW2 is turned on. On the other hand, since the control signals A1 and Sc are at a low level, the switches SW1 and SW3 are turned off. As a result, as shown in FIG. 23, the potential of the node N2 becomes the predetermined potential Vx, and the potential of the node N3 is biased by the resistor R3, and the electromotive force Vout generated in the piezoelectric element 200 passes through the high-pass filter HPF1. And output as an output signal OUT1.

次に、時刻t4から時刻t5までの期間T5において、駆動信号COMは、所定電位Vxとなっている。期間T5では、期間T3と同様に、制御信号A1、S1及びScがハイレベルとなるので、スイッチSW1、SW2及びSW3がオン状態となる。この結果、図22に示すようにノードN2の電位は所定電位Vxとなり、また、ノードN3の電位も所定電位Vxとなる。   Next, in a period T5 from time t4 to time t5, the drive signal COM is at a predetermined potential Vx. In the period T5, as in the period T3, the control signals A1, S1, and Sc are at a high level, so that the switches SW1, SW2, and SW3 are turned on. As a result, as shown in FIG. 22, the potential of the node N2 becomes the predetermined potential Vx, and the potential of the node N3 also becomes the predetermined potential Vx.

次に、時刻t5から時刻t6までの期間T6は、期間T2と同様に、制御信号A1及びScがハイレベルとなるので、スイッチSW1及びSW3がオン状態となる。一方、制御信号S1がローレベルとなるので、スイッチSW2がオフ状態となる。この結果、図21(B)に示すように駆動信号COMがスイッチSW1を介して圧電素子200に印加される。また、スイッチSW3がオン状態となるので、ノードN4の電位はアナロググランドAGNDにクランプされる。   Next, in the period T6 from the time t5 to the time t6, as in the period T2, the control signals A1 and Sc are at the high level, so that the switches SW1 and SW3 are turned on. On the other hand, since the control signal S1 is at a low level, the switch SW2 is turned off. As a result, as shown in FIG. 21B, the drive signal COM is applied to the piezoelectric element 200 via the switch SW1. Further, since the switch SW3 is turned on, the potential of the node N4 is clamped to the analog ground AGND.

ここで、スイッチSW1がオン状態、且つスイッチSW2がオフ状態となることを第1状態、スイッチSW1がオン状態、且つスイッチSW2がオン状態となることを第2状態、スイッチSW1がオフ状態、且つスイッチSW2がオン状態となることを第3状態と称する。
このとき、制御信号生成部354は、第1状態(期間T2)→第2状態(期間T3)→第3状態(期間T4)の順に、スイッチSW1及びスイッチSW2を制御する。また、制御信号生成部354は、第3状態(期間T4)→第2状態(期間T5)→第1状態(期間T6)の順に、スイッチSW1及びスイッチSW2を制御する。
Here, the switch SW1 is in the on state and the switch SW2 is in the off state in the first state, the switch SW1 is in the on state and the switch SW2 is in the second state, the switch SW1 is in the off state, and When the switch SW2 is turned on is referred to as a third state.
At this time, the control signal generation unit 354 controls the switch SW1 and the switch SW2 in the order of the first state (period T2) → second state (period T3) → third state (period T4). The control signal generator 354 controls the switch SW1 and the switch SW2 in the order of the third state (period T4) → second state (period T5) → first state (period T6).

このように、第1状態から第3状態へ遷移する途中及び第3状態から第1状態へ遷移する途中に第2状態を設けたのは、スイッチSW1のオン状態とスイッチSW2のオン状態が切り替わる時点で、ノードN3の電位が変化することによってスイッチングノイズが発生しないようにするためである。
すなわち、第2状態では、ノードN3には、スイッチSW1→ノードN1→スイッチSW2の経路で駆動信号COMの所定電位Vxが供給されるとともに、ノードN2→抵抗R3の経路で駆動信号COMの所定電位Vxが供給される。
この第2状態から第3状態へ遷移すると、スイッチSW1がオフ状態に遷移するが、ノードN2→抵抗R3の経路は残され、ノードN3には抵抗R3によって駆動信号COMの所定電位Vxがバイアスされる。よって、第1状態から第3状態へ遷移する際にノードN3の電位が大きく変化しないので、スイッチングノイズを低減できる。加えて、第1状態→第2状態→第3状態といったシーケンスでスイッチSW1及びスイッチSW2を制御することにより、圧電素子200からの電流を連続的に流すことができるので、コイルの逆起電力のような切替時のサージ電圧の発生を無くすことができる。この結果、期間T4が開始されると同時に残留振動の検出を行うことが可能となる。
As described above, the reason why the second state is provided during the transition from the first state to the third state and during the transition from the third state to the first state is that the switch SW1 is switched on and the switch SW2 is switched on. This is to prevent switching noise from occurring due to a change in the potential of the node N3 at the time.
That is, in the second state, the node N3 is supplied with the predetermined potential Vx of the drive signal COM through the path of the switch SW1, the node N1, and the switch SW2, and the predetermined potential of the drive signal COM through the path of the node N2 and the resistor R3. Vx is supplied.
When the transition from the second state to the third state is made, the switch SW1 changes to the off state, but the path of the node N2 → the resistor R3 remains, and the predetermined potential Vx of the drive signal COM is biased to the node N3 by the resistor R3. The Therefore, when the transition from the first state to the third state is made, the potential of the node N3 does not change greatly, so that switching noise can be reduced. In addition, by controlling the switch SW1 and the switch SW2 in the sequence of the first state → the second state → the third state, the current from the piezoelectric element 200 can flow continuously, so that the back electromotive force of the coil It is possible to eliminate the occurrence of a surge voltage during such switching. As a result, it is possible to detect residual vibration simultaneously with the start of the period T4.

また、第2状態から第1状態へ遷移すると、スイッチSW2がオフ状態に遷移するが、第2状態においてもスイッチSW1を介して駆動信号COMが圧電素子200に印加されており、ノードN2の電位は駆動信号COMの所定電位Vxとなっているので、圧電素子200の印加電圧に重畳するノイズを低減することができる。
くわえて、第1状態(期間T2及び期間T6)並びに第2状態(期間T3及び期間T5)において、スイッチSW3はオン状態となるので、ノードN4の電位はアナロググランドAGNDにクランプされる。図16に示すように、駆動信号COMが供給される内部配線L1とノードN3が接続され残留振動に基づく起電力Voutが供給される内部配線L2との間には寄生容量Caが存在する。このため、期間T2においてスイッチSW2がオフ状態になっても、大振幅の検査パルスP2が寄生容量Caを介してノードN3に伝送される。本実施形態によれば、期間T2及びT3において、スイッチSW3がオン状態となり、ノードN4はアナロググランドAGNDにクランプされる。このため、検査パルスP2が残留振動検出部356Aに干渉することを防止することができる。
Further, when the transition is made from the second state to the first state, the switch SW2 transits to the off state, but the drive signal COM is applied to the piezoelectric element 200 via the switch SW1 even in the second state, and the potential of the node N2 Is at the predetermined potential Vx of the drive signal COM, so that noise superimposed on the voltage applied to the piezoelectric element 200 can be reduced.
In addition, in the first state (period T2 and period T6) and the second state (period T3 and period T5), the switch SW3 is turned on, so that the potential of the node N4 is clamped to the analog ground AGND. As shown in FIG. 16, a parasitic capacitance Ca exists between the internal wiring L1 to which the drive signal COM is supplied and the internal wiring L2 to which the node N3 is connected and the electromotive force Vout based on the residual vibration is supplied. For this reason, even when the switch SW2 is turned off in the period T2, the inspection pulse P2 having a large amplitude is transmitted to the node N3 via the parasitic capacitance Ca. According to the present embodiment, in the periods T2 and T3, the switch SW3 is turned on, and the node N4 is clamped to the analog ground AGND. For this reason, it is possible to prevent the inspection pulse P2 from interfering with the residual vibration detector 356A.

<6.吐出状態判定部の動作>
次に、図24及び図25を参照しつつ、吐出状態判定部10の動作について説明する。
上述のとおり、吐出状態判定部10は、計測部12と、判定部14と、を備える。
計測部12には、残留振動検出部356Aにおいて出力信号OUT1を整形した残留振動信号Vdと、制御部6が生成するマスク信号Mskと、残留振動信号Vdの振幅中心レベルの電位に定められた閾値電位Vth_cと、閾値電位Vth_cよりも高電位に定められた閾値電位Vth_oと、閾値電位Vth_cよりも低電位に定められた閾値電位Vth_uと、が供給される。計測部12は、これらの信号等に基づいて、残留振動の1周期の時間を示す周期データNTcと、当該周期データNTcが有効な値であるか否かを示す有効性フラグFlagと、を出力する。
<6. Operation of discharge state determination unit>
Next, the operation of the ejection state determination unit 10 will be described with reference to FIGS. 24 and 25.
As described above, the discharge state determination unit 10 includes the measurement unit 12 and the determination unit 14.
The measurement unit 12 includes a residual vibration signal Vd obtained by shaping the output signal OUT1 in the residual vibration detection unit 356A, a mask signal Msk generated by the control unit 6, and a threshold value determined by the potential at the amplitude center level of the residual vibration signal Vd. The potential Vth_c, the threshold potential Vth_o determined to be higher than the threshold potential Vth_c, and the threshold potential Vth_u determined to be lower than the threshold potential Vth_c are supplied. Based on these signals and the like, the measurement unit 12 outputs periodic data NTc indicating the time of one period of residual vibration and an validity flag Flag indicating whether or not the periodic data NTc is an effective value. To do.

図24は、計測部12の動作を示すタイミングチャートである。
この図に示すように、計測部12は、残留振動信号Vdの示す電位と閾値電位Vth_cとを比較して、残留振動信号Vdの示す電位が閾値電位Vth_c以上となる場合にハイレベルとなり、残留振動信号Vdの示す電位が閾値電位Vth_c未満となる場合にローレベルとなる比較信号Cmp1を生成する。
また、計測部12は、残留振動信号Vdの示す電位と閾値電位Vth_oとを比較して、残留振動信号Vdの示す電位が閾値電位Vth_o以上となる場合にハイレベルとなり、残留振動信号Vdの示す電位が閾値電位Vth_o未満となる場合にローレベルとなる比較信号Cmp2を生成する。
また、計測部12は、残留振動信号Vdの示す電位と閾値電位Vth_uとを比較して、残留振動信号Vdの示す電位が閾値電位Vth_u未満となる場合にハイレベルとなり、残留振動信号Vdの示す電位が閾値電位Vth_u以上となる場合にハイレベルとなる比較信号Cmp3を生成する。
FIG. 24 is a timing chart showing the operation of the measurement unit 12.
As shown in this figure, the measurement unit 12 compares the potential indicated by the residual vibration signal Vd with the threshold potential Vth_c, and becomes high level when the potential indicated by the residual vibration signal Vd is equal to or higher than the threshold potential Vth_c. When the potential indicated by the vibration signal Vd is less than the threshold potential Vth_c, the comparison signal Cmp1 that is at a low level is generated.
Further, the measurement unit 12 compares the potential indicated by the residual vibration signal Vd with the threshold potential Vth_o, and becomes high when the potential indicated by the residual vibration signal Vd is equal to or higher than the threshold potential Vth_o, and indicates the residual vibration signal Vd. When the potential is lower than the threshold potential Vth_o, the comparison signal Cmp2 that is at a low level is generated.
Further, the measurement unit 12 compares the potential indicated by the residual vibration signal Vd with the threshold potential Vth_u, and becomes high when the potential indicated by the residual vibration signal Vd is less than the threshold potential Vth_u, and indicates the residual vibration signal Vd. When the potential is equal to or higher than the threshold potential Vth_u, the comparison signal Cmp3 that becomes high level is generated.

マスク信号Mskは、残留振動検出部356Aからの残留振動信号Vdの供給が開始されてから所定の期間Tmskの間だけハイレベルとなる信号である。本実施形態では、残留振動信号Vdのうち、期間Tmskの経過後の残留振動信号Vdのみを対象として周期データNTcを生成することで、残留振動の開始直後に重畳するノイズ成分を除去した精度の高い周期データNTcを得ることができる。   The mask signal Msk is a signal that becomes a high level only for a predetermined period Tmsk after the supply of the residual vibration signal Vd from the residual vibration detection unit 356A is started. In the present embodiment, the periodic data NTc is generated only for the residual vibration signal Vd after the lapse of the period Tmsk in the residual vibration signal Vd, so that the noise component superimposed immediately after the start of the residual vibration is removed. High cycle data NTc can be obtained.

計測部12は、カウンタ(図示省略)を備える。当該カウンタは、マスク信号Mskがローレベルに立ち下がった後、残留振動信号Vdの示す電位が最初に閾値電位Vth_cと等しくなるタイミングである時刻t11において、クロック信号(図示省略)のカウントを開始する。すなわち、当該カウンタは、マスク信号Mskがローレベルに立ち下がった後、比較信号Cmp1が最初にハイレベルに立ち上がるタイミング、または、比較信号Cmp1が最初にローレベルに立ち下がるタイミングのうち、早い方のタイミングである時刻t11において、カウントを開始する。そして、当該カウンタは、カウントを開始した後において、残留振動信号Vdの示す電位が、2度目に閾値電位Vth_cとなるタイミングである時刻t12においてクロック信号のカウントを終了させて、得られたカウント値を周期データNTcとして出力する。すなわち、当該カウンタは、マスク信号Mskがローレベルに立ち下がった後、比較信号Cmp1が2度目にハイレベルに立ち上がるタイミング、または、比較信号Cmp1が2度目にローレベルに立ち下がるタイミングのうち、早い方のタイミングである時刻t12において、カウントを終了する。
このように、計測部12は、時刻t11から時刻t12までの時間長を、残留振動信号Vdの1周期分の時間長として計測することで、周期データNTcを生成する。
The measurement unit 12 includes a counter (not shown). The counter starts counting a clock signal (not shown) at time t11 when the potential indicated by the residual vibration signal Vd is first equal to the threshold potential Vth_c after the mask signal Msk falls to a low level. . That is, the counter is the earlier of the timing at which the comparison signal Cmp1 first rises to the high level after the mask signal Msk falls to the low level, or the timing at which the comparison signal Cmp1 first falls to the low level. Counting starts at time t11, which is the timing. The counter then finishes counting the clock signal at time t12, which is the timing when the potential indicated by the residual vibration signal Vd becomes the threshold potential Vth_c for the second time after starting the count, and the obtained count value Is output as periodic data NTc. That is, the counter is earlier of the timing at which the comparison signal Cmp1 rises to the high level for the second time after the mask signal Msk falls to the low level, or the timing at which the comparison signal Cmp1 falls to the low level for the second time. At time t12, which is the other timing, the counting is finished.
As described above, the measurement unit 12 generates the period data NTc by measuring the time length from the time t11 to the time t12 as the time length for one period of the residual vibration signal Vd.

ところで、図24において一点鎖線で示すように、残留振動信号Vdの振幅が小さい場合には、正確に残留振動信号Vdの周期を計測できない可能性が高くなる。また、残留振動信号Vdの振幅が小さい場合には、仮に周期データNTcの結果のみに基づいて吐出部Dの吐出状態が正常であると判断される場合であっても、実際には吐出異常が生じている可能性が存在する。例えば、残留振動信号Vdの振幅が小さい場合、キャビティ220にインクが注入されていないことによりインクを吐出できない状態であること等が考えられる。
そこで、本実施形態は、残留振動信号Vdの振幅が、周期データNTcの計測のために十分な大きさを有しているか否かを判定し、当該判定の結果を有効性フラグFlagとして出力する。
具体的には、計測部12は、カウンタによりカウントが実行されている期間、つまり、時刻t11から時刻t12までの期間において、残留振動信号Vdの示す電位が、閾値電位Vth_oを超え、且つ、閾値電位Vth_uを下回る場合に、有効性フラグFlagの値を、周期データNTcが有効であることを示す値「1」に設定し、それ以外の場合には「0」に設定したうえで、この有効性フラグFlagを出力する。
By the way, as shown by the one-dot chain line in FIG. 24, when the amplitude of the residual vibration signal Vd is small, there is a high possibility that the period of the residual vibration signal Vd cannot be measured accurately. Further, when the amplitude of the residual vibration signal Vd is small, even if it is determined that the discharge state of the discharge portion D is normal based only on the result of the periodic data NTc, the discharge abnormality actually occurs. There is a possibility that has occurred. For example, when the amplitude of the residual vibration signal Vd is small, it can be considered that the ink cannot be ejected because the ink is not injected into the cavity 220.
Therefore, in the present embodiment, it is determined whether or not the amplitude of the residual vibration signal Vd has a sufficient magnitude for the measurement of the periodic data NTc, and the result of the determination is output as the validity flag Flag. .
Specifically, the measurement unit 12 determines that the potential indicated by the residual vibration signal Vd exceeds the threshold potential Vth_o during the period when the counter is counting, that is, the period from the time t11 to the time t12. When the potential is less than the potential Vth_u, the validity flag Flag is set to a value “1” indicating that the period data NTc is valid. In other cases, the validity flag Flag is set to “0”. The sex flag Flag is output.

このように本実施形態において、計測部12は、残留振動信号Vdの1周期分の時間長を示す周期データNTcを生成するのに加え、残留振動信号Vdが周期データNTcの計測のために十分な大きさの振幅を有しているか否かを判定するため、より正確に吐出部Dにおけるインクの吐出状態を判定することが可能となる。   As described above, in the present embodiment, the measurement unit 12 generates the periodic data NTc indicating the time length of one period of the residual vibration signal Vd, and the residual vibration signal Vd is sufficient for measuring the periodic data NTc. Since it is determined whether or not the amplitude has a large magnitude, it is possible to more accurately determine the ink ejection state in the ejection section D.

判定部14は、周期データNTc及び有効性フラグFlagに基づいて、吐出部Dにおけるインクの吐出状態を判定し、判定結果を判定結果信号Rsとして出力する。
図25は、判定部14における判定の内容を説明するための説明図である。この図に示すように、判定部14は、周期データNTcの示す時間長を、閾値Tth1、閾値Tth1よりも長い時間長を表す閾値Tth2、及び、閾値Tth2よりも更に長い時間長を表す閾値Tth3の3つの閾値(または、これら3つの閾値うちの一部の閾値)と比較する。
ここで、閾値Tth1は、キャビティ220内部に気泡が発生して残留振動の周波数が高くなる場合における残留振動の1周期分の時間長と、吐出状態が正常である場合における残留振動の1周期分の時間長との境界を示すための値である。また、閾値Tth2は、ノズルNZ出口付近に紙粉が付着して残留振動の周波数が低くなる場合における残留振動の1周期分の時間長と、吐出状態が正常である場合における残留振動の1周期分の時間長との境界を示すための値である。また、閾値Tth3は、ノズルNZ付近におけるインクの固着または増粘により、紙粉が付着する場合よりもさらに残留振動の周波数が低くなる場合における残留振動の1周期分の時間長と、ノズルNZ出口付近に紙粉が付着した場合における残留振動の1周期分の時間長との境界を示すための値である。
The determination unit 14 determines the ink ejection state in the ejection unit D based on the period data NTc and the validity flag Flag, and outputs the determination result as a determination result signal Rs.
FIG. 25 is an explanatory diagram for explaining the contents of the determination in the determination unit 14. As shown in this figure, the determination unit 14 sets the time length indicated by the cycle data NTc to the threshold value Tth1, the threshold value Tth2 indicating a time length longer than the threshold value Tth1, and the threshold value Tth3 indicating a time length longer than the threshold value Tth2. Are compared (or some of these three thresholds).
Here, the threshold value Tth1 is the time length of one period of residual vibration when bubbles are generated in the cavity 220 and the frequency of residual vibration is high, and one period of residual vibration when the discharge state is normal. It is a value for indicating the boundary with the time length of. The threshold value Tth2 is a time length corresponding to one period of residual vibration when paper dust adheres near the nozzle NZ outlet and the frequency of residual vibration is low, and one period of residual vibration when the ejection state is normal. This is a value to indicate the boundary with the minute time length. The threshold value Tth3 is the time length of one period of the residual vibration when the frequency of the residual vibration is lower than the case where paper dust adheres due to adhesion or thickening of the ink in the vicinity of the nozzle NZ, and the nozzle NZ exit. It is a value for indicating a boundary with a time length corresponding to one cycle of residual vibration when paper dust adheres in the vicinity.

図25に示すように、判定部14は、有効性フラグFlagの値が「1」であり、且つ、「TTH1≦NTc≦TTH2」を満たす場合には、吐出部Dにおけるインクの吐出状態が正常であると判定し、判定結果信号Rsに対して、吐出状態が正常であることを示す値「1」を設定する。
一方、判定部14は、有効性フラグFlagの値が「1」であり、且つ、「NTc<TTH1」を満たす場合には、キャビティ220に生じた気泡により吐出異常が発生していると判定し、判定結果信号Rsに対して、気泡による吐出異常が発生していることを示す値「2」を設定する。また、判定部14は、有効性フラグFlagの値が「1」であり、且つ、「TTH2<NTc≦TTH3」を満たす場合には、ノズルNZ出口付近に付着した紙粉により吐出異常が発生していると判定し、判定結果信号Rsに対して、紙粉による吐出異常が発生していることを示す値「3」を設定する。また、判定部14は、有効性フラグFlagの値が「1」であり、且つ、「TTH3<NTc」を満たす場合には、インクの増粘により吐出異常が発生していると判定し、判定結果信号Rsに対して、インク増粘による吐出異常が発生していることを示す値「4」を設定する。また、判定部14は、有効性フラグFlagの値が「0」である場合には、判定結果信号Rsに対して、インクが注入されていない等のなんらかの原因により吐出異常が発生していることを示す値「5」を設定する。
As shown in FIG. 25, when the value of the validity flag Flag is “1” and “TTH1 ≦ NTc ≦ TTH2” is satisfied, the determination unit 14 has a normal ink ejection state in the ejection unit D. And a value “1” indicating that the ejection state is normal is set for the determination result signal Rs.
On the other hand, when the value of the validity flag Flag is “1” and “NTc <TTH1” is satisfied, the determination unit 14 determines that an ejection abnormality has occurred due to bubbles generated in the cavity 220. For the determination result signal Rs, a value “2” indicating that ejection abnormality due to bubbles has occurred is set. In addition, when the value of the validity flag Flag is “1” and “TTH2 <NTc ≦ TTH3” is satisfied, the determination unit 14 generates a discharge abnormality due to paper dust adhering to the vicinity of the nozzle NZ outlet. The value “3” indicating that a discharge abnormality due to paper dust has occurred is set for the determination result signal Rs. Further, when the value of the validity flag Flag is “1” and “TTH3 <NTc” is satisfied, the determination unit 14 determines that ejection abnormality has occurred due to ink thickening, and determination is made. For the result signal Rs, a value “4” indicating that a discharge abnormality due to ink thickening has occurred is set. Further, when the value of the validity flag Flag is “0”, the determination unit 14 indicates that an ejection abnormality has occurred with respect to the determination result signal Rs due to some cause such as no ink being injected. Is set to a value “5”.

以上のように、判定部14では、吐出部Dにおける吐出状態を判定し、判定結果を判定結果信号Rsとして出力する。このため、制御部6は、判定結果信号Rsに基づいて、各ヘッドユニット35に設けられたn個の吐出部Dの中でどの吐出部Dにおいて吐出異常が生じているかを把握することが可能となる。そして、制御部6は、吐出異常が生じている場合には、印刷処理を中断して回復処理を実行するようにインクジェットプリンター1の動作を制御することができる。これにより、吐出異常に起因する印刷品質の低下を最小限に留めることができる。   As described above, the determination unit 14 determines the discharge state in the discharge unit D, and outputs the determination result as the determination result signal Rs. For this reason, the control part 6 can grasp | ascertain in which discharge part D the discharge abnormality has arisen among the n discharge parts D provided in each head unit 35 based on the determination result signal Rs. It becomes. And the control part 6 can control operation | movement of the inkjet printer 1 so that a printing process may be interrupted and a recovery process may be performed when discharge abnormality has arisen. As a result, it is possible to minimize a decrease in print quality due to the ejection abnormality.

<7.第1実施形態の結論>
以上において説明したように、本実施形態では、上部配線層と下部配線層との間に、平面視して内部配線L1及びL2を覆うようにシールド部SHが設けられる。このため、内部配線L1またはL2における電位の変動が、ノイズとして電子回路に伝播することを防止することが可能となるとともに、電子回路において生じるノイズが起電力Voutに重畳することを防止することができる。これにより、ノイズの影響を排除した正確な残留振動の検出が可能となり、吐出部Dにおけるインクの吐出状態を正確に判定することが可能となる。
<7. Conclusion of First Embodiment>
As described above, in the present embodiment, the shield part SH is provided between the upper wiring layer and the lower wiring layer so as to cover the internal wirings L1 and L2 in plan view. For this reason, it is possible to prevent the fluctuation of the potential in the internal wiring L1 or L2 from propagating as noise to the electronic circuit, and to prevent the noise generated in the electronic circuit from being superimposed on the electromotive force Vout. it can. As a result, it is possible to accurately detect the residual vibration that eliminates the influence of noise, and to accurately determine the ink discharge state in the discharge portion D.

ところで、仮に、基板302の近傍に大振幅の信号が供給される配線が設けられる場合、当該配線からのノイズ等により基板302の電位が変動し、基板302上のP型の領域とN型の領域との接合部分において、寄生的なダイオード、または、寄生的なトランジスターが生じることがある。これら寄生ダイオードや寄生トランジスターが動作する場合、基板302上に形成される電子回路は、正常に動作することができなくなる。
これに対して、本実施形態では、大振幅の信号が供給される内部配線L1及びL2を上部配線層に設け、更に、上部配線層及び基板302の間にシールド部SHを設ける。このため、基板302において、寄生ダイオードや寄生トランジスターの発生を防止することができ、残留振動検出部356A等における電子回路の誤動作を防止した、正確な残留振動の検出が可能となる。
By the way, if a wiring for supplying a signal with a large amplitude is provided in the vicinity of the substrate 302, the potential of the substrate 302 fluctuates due to noise or the like from the wiring, and a P-type region on the substrate 302 and an N-type region Parasitic diodes or parasitic transistors may occur at the junction with the region. When these parasitic diodes and parasitic transistors operate, the electronic circuit formed on the substrate 302 cannot operate normally.
On the other hand, in the present embodiment, internal wirings L1 and L2 to which a signal with a large amplitude is supplied are provided in the upper wiring layer, and a shield part SH is further provided between the upper wiring layer and the substrate 302. Therefore, generation of parasitic diodes and parasitic transistors can be prevented on the substrate 302, and it is possible to accurately detect residual vibration while preventing malfunction of the electronic circuit in the residual vibration detector 356A and the like.

また、本実施形態では、外部配線LX1の経路長は、外部配線LX2の経路長よりも短い。このため、外部配線LX1の経路長が、外部配線LX2の経路長よりも長い場合と比較して、圧電素子200の起電力Voutに重畳するノイズの程度を低減することができ、正確な残留振動の検出が可能となる。   In the present embodiment, the path length of the external wiring LX1 is shorter than the path length of the external wiring LX2. For this reason, compared with the case where the path length of the external wiring LX1 is longer than the path length of the external wiring LX2, the degree of noise superimposed on the electromotive force Vout of the piezoelectric element 200 can be reduced, and the accurate residual vibration can be reduced. Can be detected.

<B.第2実施形態>
第2実施形態に係るインクジェットプリンター1は、供給部352Aの替わりに供給部352Bを用いる点、及び、残留振動検出部356Aの替わりに残留振動検出部356Bを用いる点を除いて、第1実施形態のインクジェットプリンター1と同様に構成されている。
なお、以下に例示する第2実施形態において作用や機能が第1実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する(以下で説明する変形例についても同様)。
<B. Second Embodiment>
The inkjet printer 1 according to the second embodiment is the first embodiment except that the supply unit 352B is used instead of the supply unit 352A and the residual vibration detection unit 356B is used instead of the residual vibration detection unit 356A. The ink jet printer 1 is configured in the same manner.
In addition, about the element which an effect | action and a function are equivalent to 1st Embodiment in 2nd Embodiment illustrated below, the code | symbol referred by the above description is diverted and each detailed description is abbreviate | omitted suitably (below). The same applies to the modification described in the above.

図26は、供給部352B及びn個の圧電素子200の構成を示す回路図である。この図に示すように供給部352Bは、n個の選択ユニットU(U1〜Un)を有する選択回路UXと、抵抗R3と、ハイパスフィルターHPF1と、ハイパスフィルターHPF2と、を備える。   FIG. 26 is a circuit diagram illustrating the configuration of the supply unit 352B and the n piezoelectric elements 200. As shown in the drawing, the supply unit 352B includes a selection circuit UX having n selection units U (U1 to Un), a resistor R3, a high-pass filter HPF1, and a high-pass filter HPF2.

供給部352Bは、差動形式の出力信号OUT1及び出力信号OUT2を生成し、これを残留振動検出部356Bに供給する。このため、供給部352Bは、供給部352Aに対してハイパスフィルターHPF2が追加されている。   The supply unit 352B generates a differential output signal OUT1 and an output signal OUT2, and supplies them to the residual vibration detection unit 356B. For this reason, the supply unit 352B has a high-pass filter HPF2 added to the supply unit 352A.

ハイパスフィルターHPF2は、ノードN2とノードN5との間に設けられたキャパシターC2と、一方の端子がノードN5に接続され他方の端子にアナロググランドAGNDが供給される抵抗R2と、抵抗R2に並列に接続されたスイッチSW4と、を備える。スイッチSW4は、スイッチSW1、スイッチSW2、及び、スイッチSW3と同様に、トランスファーゲートで構成される。また、スイッチSW4には制御信号Scが供給され、スイッチSW3と同じタイミングでオン状態とオフ状態とが切り替わる。   The high pass filter HPF2 includes a capacitor C2 provided between the node N2 and the node N5, a resistor R2 having one terminal connected to the node N5 and the other terminal supplied with the analog ground AGND, and a resistor R2 in parallel. And a connected switch SW4. The switch SW4 is composed of a transfer gate, like the switch SW1, the switch SW2, and the switch SW3. Further, the control signal Sc is supplied to the switch SW4, and the on state and the off state are switched at the same timing as the switch SW3.

すなわち、供給部352Bは、スイッチSW2が接続される内部配線L2の信号と、駆動信号COMが供給される内部配線L1の信号とを差動形式の入力信号とし、ハイパスフィルターHPF1及びHPF2にて低域周波数成分を減衰させた出力信号OUT1及びOUT2を差動形式で残留振動検出部356Bに出力する。   That is, the supply unit 352B uses the signal of the internal wiring L2 to which the switch SW2 is connected and the signal of the internal wiring L1 to which the drive signal COM is supplied as a differential input signal, and is reduced by the high-pass filters HPF1 and HPF2. Output signals OUT1 and OUT2 in which the frequency components are attenuated are output to the residual vibration detector 356B in a differential format.

図27に、残留振動検出部356Bの構成を示す。残留振動検出部356Bにおいて、
ゲイン調整部36、ローパスフィルター37、及び、バッファ38は、第1実施形態の残留振動検出部356Aと同様であり、差動増幅部39が相違する。差動増幅部39は、3個のオペアンプを用いて構成されたインスツルメンテーションアンプである。差動増幅部39のゲインGは以下の式で与えられる。
G=OUT3/(OUT1−OUT2)
=(1+2*R4/R3)*(R6/R5)
FIG. 27 shows the configuration of the residual vibration detector 356B. In the residual vibration detection unit 356B,
The gain adjustment unit 36, the low-pass filter 37, and the buffer 38 are the same as the residual vibration detection unit 356A of the first embodiment, and the differential amplification unit 39 is different. The differential amplifier 39 is an instrumentation amplifier configured using three operational amplifiers. The gain G of the differential amplifier 39 is given by the following equation.
G = OUT3 / (OUT1-OUT2)
= (1 + 2 * R4 / R3) * (R6 / R5)

差動増幅部39は、高い同相除去比を有するので、内部配線L1と内部配線L2に同相ノイズが混入しても当該同相ノイズを抑圧して、シングルエンド形式の出力信号OUT3を生成することができる。
出力信号OUT3は、ローパスフィルター37において高域周波数成分が減衰され、ゲイン調整部36においてゲインが調整され、バッファ38においてインピーダンスが変換されて、残留振動信号Vdとして吐出状態判定部10に供給される。
Since the differential amplifying unit 39 has a high common mode rejection ratio, even if common mode noise is mixed in the internal wiring L1 and the internal wiring L2, the differential amplification unit 39 can suppress the common mode noise and generate a single-ended output signal OUT3. it can.
In the output signal OUT3, the high frequency component is attenuated by the low-pass filter 37, the gain is adjusted by the gain adjusting unit 36, the impedance is converted by the buffer 38, and the residual vibration signal Vd is supplied to the ejection state determining unit 10. .

このように第2実施形態では、残留振動に起因する圧電素子200の起電力Voutを差動形式で出力する供給部352Bと、差動形式の出力信号OUT1及びOUT2に含まれる同相ノイズを除去しつつシングルエンド形式の出力信号OUT3を生成する差動増幅部39を備えるので、より的確に吐出状態を判定することができる。   As described above, in the second embodiment, the supply unit 352B that outputs the electromotive force Vout of the piezoelectric element 200 caused by the residual vibration in a differential format and the common-mode noise included in the differential output signals OUT1 and OUT2 are removed. However, since the differential amplifier 39 that generates the single-ended output signal OUT3 is provided, the ejection state can be determined more accurately.

図28は、第2実施形態に係る集積回路30が実装されるICチップ301の一部を、当該集積回路30が形成される基板に垂直な方向から平面視したときの平面図の一例であり、図29は、図28に示すICチップ301を、図28におけるF−f線で破断した部分断面図の一例である。   FIG. 28 is an example of a plan view when a part of the IC chip 301 on which the integrated circuit 30 according to the second embodiment is mounted is viewed from a direction perpendicular to the substrate on which the integrated circuit 30 is formed. FIG. 29 is an example of a partial cross-sectional view of the IC chip 301 shown in FIG. 28 taken along the line Ff in FIG.

図28及び29に例示するように、第2実施形態に係る集積回路30は、第1実施形態と同様に、残留振動検出部356Bが低電圧領域AR1の下部配線層に設けられ、供給部352Bの選択回路UXが高電圧領域AR2の下部配線層に設けられる。
また、内部配線L1は、部分領域AP1の上部配線層と部分領域AP2の上部配線層とに設けられる。すなわち、第2実施形態は、内部配線L1が、部分領域AP1の上部配線層に設けられている点において、第1実施形態と相違する。
より具体的には、部分領域AP1は、部分領域AP1aと部分領域AP1bとを含む。そして、内部配線L1は、低電圧領域AR1のうち部分領域AP1bの上部配線層と、高電圧領域AR2のうち部分領域AP2bの上部配線層と、に設けられ、内部配線L2は、低電圧領域AR1のうち部分領域AP1aの上部配線層と、高電圧領域AR2のうち部分領域AP2aの上部配線層と、に設けられる。
As illustrated in FIGS. 28 and 29, in the integrated circuit 30 according to the second embodiment, as in the first embodiment, the residual vibration detection unit 356B is provided in the lower wiring layer of the low voltage region AR1, and the supply unit 352B is provided. The selection circuit UX is provided in the lower wiring layer of the high voltage region AR2.
The internal wiring L1 is provided in the upper wiring layer of the partial region AP1 and the upper wiring layer of the partial region AP2. That is, the second embodiment is different from the first embodiment in that the internal wiring L1 is provided in the upper wiring layer of the partial region AP1.
More specifically, the partial area AP1 includes a partial area AP1a and a partial area AP1b. The internal wiring L1 is provided in the upper wiring layer of the partial region AP1b in the low voltage region AR1 and the upper wiring layer of the partial region AP2b in the high voltage region AR2, and the internal wiring L2 is provided in the low voltage region AR1. Are provided in the upper wiring layer of the partial region AP1a and the upper wiring layer of the partial region AP2a in the high voltage region AR2.

また、第2実施形態では、図28に例示するように、シールド部SHが、平面視して、部分領域AP1及び部分領域AP2を少なくとも含む領域に設けられる。
より具体的には、シールド部SHのうちシールド部SH1は、内部配線L1を覆うように、部分領域AP1b及び部分領域AP2bを含む領域に設けられ、シールド部SHのうちシールド部SH2は、内部配線L2を覆うように、部分領域AP1a及び部分領域AP2aを含む領域に設けられる。
なお、図28及び図29に例示するように、ハイパスフィルターHPF1のキャパシターC1と、ハイパスフィルターHPF2のキャパシターC2とは、低電圧領域AR1の配線層LY3及びLY4に設けられている。
In the second embodiment, as illustrated in FIG. 28, the shield part SH is provided in a region including at least the partial region AP1 and the partial region AP2 in plan view.
More specifically, the shield part SH1 of the shield part SH is provided in a region including the partial area AP1b and the partial area AP2b so as to cover the internal wiring L1, and the shield part SH2 of the shield part SH is the internal wiring. It is provided in a region including the partial region AP1a and the partial region AP2a so as to cover L2.
As illustrated in FIGS. 28 and 29, the capacitor C1 of the high-pass filter HPF1 and the capacitor C2 of the high-pass filter HPF2 are provided in the wiring layers LY3 and LY4 in the low voltage region AR1.

以上において説明したように、第2実施形態では、内部配線L1及びL2が設けられる上部配線層と、残留振動検出部356Bを構成する電子回路が設けられる下部配線層との間のシールド配線層において、平面視して内部配線L1及びL2を覆うようにシールド部SHが設けられる。
このため、内部配線L1における電位の変動または内部配線L2における電位の変動が、ノイズとして電子回路に伝播することを防止することが可能となる。また、電子回路において生じるノイズが内部配線L2に伝播することを防止できる。これにより、残留振動検出部356B等の電子回路において、ノイズの影響を排除した正確な残留振動の検出が可能となり、吐出部Dにおけるインクの吐出状態を正確に判定することが可能となる。
As described above, in the second embodiment, in the shield wiring layer between the upper wiring layer in which the internal wirings L1 and L2 are provided and the lower wiring layer in which the electronic circuit constituting the residual vibration detection unit 356B is provided. The shield part SH is provided so as to cover the internal wirings L1 and L2 in plan view.
For this reason, it is possible to prevent the potential fluctuation in the internal wiring L1 or the potential fluctuation in the internal wiring L2 from propagating as noise to the electronic circuit. Further, it is possible to prevent noise generated in the electronic circuit from propagating to the internal wiring L2. Accordingly, in the electronic circuit such as the residual vibration detection unit 356B, it is possible to accurately detect the residual vibration without the influence of noise, and it is possible to accurately determine the ink ejection state in the ejection unit D.

なお、第2実施形態において、供給部352Bは、内部配線L1により供給される信号と、内部配線L2により供給される信号とを、差動形式の入力信号として取り扱ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、図30に示すように、内部配線L1または内部配線L2により供給される信号と、供給ラインLvにより供給される信号とを、差動形式の入力信号として取り扱ってもよい。
図30は、第2実施形態の変形例に係る供給部352Cの回路図である。この図に示すように、ハイパスフィルターHPF2には、基準電位VBSが供給される。この図に示す例によれば、内部配線L2と供給ラインLvとに重畳する同相ノイズを効果的に抑圧するができる。
In the second embodiment, the supply unit 352B treats the signal supplied by the internal wiring L1 and the signal supplied by the internal wiring L2 as a differential input signal. Without being limited thereto, as shown in FIG. 30, the signal supplied by the internal wiring L1 or the internal wiring L2 and the signal supplied by the supply line Lv may be handled as differential input signals. .
FIG. 30 is a circuit diagram of a supply unit 352C according to a modification of the second embodiment. As shown in this figure, the reference potential VBS is supplied to the high pass filter HPF2. According to the example shown in this figure, the common-mode noise superimposed on the internal wiring L2 and the supply line Lv can be effectively suppressed.

<C.第3実施形態>
第3実施形態に係るインクジェットプリンター1は、供給部352Aの替わりに供給部352Dを用いる点、並びに、駆動信号生成部33が駆動信号COMa及び駆動信号COMbを生成する点を除いて、第1実施形態に係るインクジェットプリンター1と同様に構成されている。
<C. Third Embodiment>
The inkjet printer 1 according to the third embodiment is the first implementation except that the supply unit 352D is used instead of the supply unit 352A, and that the drive signal generation unit 33 generates the drive signal COMa and the drive signal COMb. It is comprised similarly to the inkjet printer 1 which concerns on a form.

図31は、供給部352D及びn個の圧電素子200の構成を示す回路図である。この図に示すように供給部352Dは、n個の選択ユニットUA(UA1〜UAn)を有する選択回路UXAと、抵抗R3と、ハイパスフィルターHPF1と、を備える。   FIG. 31 is a circuit diagram showing the configuration of the supply unit 352D and the n piezoelectric elements 200. As shown in the drawing, the supply unit 352D includes a selection circuit UXA having n selection units UA (UA1 to UAn), a resistor R3, and a high-pass filter HPF1.

また、第3実施形態では、内部配線L1が、内部配線L1aと内部配線L1bと、を含み、内部配線L1aには駆動信号COMaが供給され、内部配線L1bには駆動信号COMbが供給される。そして、第3実施形態では、2種類の駆動信号COMa及びCOMbを用いて圧電素子200を駆動する。このため、多様な駆動パルスを圧電素子200に印加して、大きさの異なるインク滴をノズルNZから吐出させることが可能である。
具体的には、図31に示すように、供給部352Dは、内部配線L1a及び内部配線L1bを含む内部配線L1と、内部配線L2と、内部配線L1aと抵抗R3との間に電気的に接続されるスイッチSW5と、内部配線L1bと抵抗R3との間に電気的に接続されるスイッチSW6と、を備える。
In the third embodiment, the internal wiring L1 includes the internal wiring L1a and the internal wiring L1b, the driving signal COMa is supplied to the internal wiring L1a, and the driving signal COMb is supplied to the internal wiring L1b. In the third embodiment, the piezoelectric element 200 is driven using two types of drive signals COMa and COMb. Therefore, various drive pulses can be applied to the piezoelectric element 200 to eject ink droplets having different sizes from the nozzle NZ.
Specifically, as shown in FIG. 31, the supply unit 352D is electrically connected between the internal wiring L1 including the internal wiring L1a and the internal wiring L1b, the internal wiring L2, and the internal wiring L1a and the resistor R3. And a switch SW6 electrically connected between the internal wiring L1b and the resistor R3.

選択ユニットUA1は、スイッチSW1の代わりに、駆動信号COMa用のスイッチSW1aと、駆動信号COMb用のスイッチSW1bと、が設けられている点を除き、第1実施形態に係る選択ユニットU1と同様に構成されている。スイッチSW1aは、制御信号生成部354が生成する制御信号A1に基づいてオンオフが制御され、スイッチSW1bは、制御信号生成部354が生成する制御信号B1に基づいてオンオフが制御される。本実施形態では、スイッチSW1aと、スイッチSW1bとが「第1スイッチ」の一例である。なお、他の選択ユニットUA2〜UAnも選択ユニットUA1と同様に構成されている。   The selection unit UA1 is the same as the selection unit U1 according to the first embodiment except that a switch SW1a for the drive signal COMa and a switch SW1b for the drive signal COMb are provided instead of the switch SW1. It is configured. The switch SW1a is controlled to be turned on / off based on the control signal A1 generated by the control signal generator 354, and the switch SW1b is controlled to be turned on / off based on the control signal B1 generated by the control signal generator 354. In the present embodiment, the switch SW1a and the switch SW1b are examples of the “first switch”. The other selection units UA2 to UAn are configured similarly to the selection unit UA1.

スイッチSW5は、制御信号Saがハイレベルになるとオン状態となり、制御信号Saがローレベルになるとオフ状態になる。スイッチSW6は、制御信号Sbがハイレベルになるとオン状態となり、制御信号Sbがローレベルになるとオフ状態になる。   The switch SW5 is turned on when the control signal Sa becomes high level, and turned off when the control signal Sa becomes low level. The switch SW6 is turned on when the control signal Sb is at a high level, and is turned off when the control signal Sb is at a low level.

なお、第3実施形態に係る集積回路30においては、第1実施形態と同様に、供給部352Dの選択回路UXAが、高電圧領域AR2の下部配線層に設けられ、内部配線L1a及び内部配線L1bを含む内部配線L1が、部分領域AP2(部分領域AP2b)の上部配線層に設けられ、内部配線L2が、部分領域AP1(部分領域AP1a)の上部配線層と、部分領域AP2(部分領域AP2a)の上部配線層とに設けられる(図18参照)。
また、本実施形態では、第1実施形態と同様に、シールド部SHが、平面視して、部分領域AP1及び部分領域AP2を少なくとも含む領域に設けられる(図18参照)。
In the integrated circuit 30 according to the third embodiment, as in the first embodiment, the selection circuit UXA of the supply unit 352D is provided in the lower wiring layer of the high voltage region AR2, and the internal wiring L1a and the internal wiring L1b. Including the internal wiring L1 is provided in the upper wiring layer of the partial region AP2 (partial region AP2b), and the internal wiring L2 includes the upper wiring layer of the partial region AP1 (partial region AP1a) and the partial region AP2 (partial region AP2a). (See FIG. 18).
In the present embodiment, similarly to the first embodiment, the shield part SH is provided in a region including at least the partial region AP1 and the partial region AP2 in plan view (see FIG. 18).

図32は、供給部352Dの動作の一例を示すタイミングチャートである。この図に示すように、駆動信号COMaは、期間T10に検査パルスP2を含み、期間T11〜期間T13において所定電位Vxとなり、期間T14において所定電位Vxから基準電位Vrefに下降し、期間T15において基準電位Vrefを維持し、期間T16に微振動パルスP1を含み、期間T17〜期間T21において基準電位Vrefを維持する。
一方、駆動信号COMbは、期間T10に微振動パルスP1を含み、期間T11〜期間T15において基準電位Vrefを維持し、期間T16に検査パルスP2を含み、期間T17〜期間T19において所定電位Vxを維持し、期間T20において所定電位Vxから基準電位Vrefに下降し、期間T21において基準電位Vrefを維持する。
すなわち、期間T10〜期間T15からなる単位期間Taにおける駆動信号COMaの波形は、期間T16〜期間T21からなる単位期間Tbにおける駆動信号COMbの波形と略同じであり、単位期間Tbにおける駆動信号COMaの波形は、単位期間Taにおける駆動信号COMbの波形と略同じである。
FIG. 32 is a timing chart illustrating an example of the operation of the supply unit 352D. As shown in this figure, the drive signal COMa includes the inspection pulse P2 in the period T10, becomes the predetermined potential Vx in the period T11 to the period T13, falls from the predetermined potential Vx to the reference potential Vref in the period T14, and in the period T15 The potential Vref is maintained, the period T16 includes the fine vibration pulse P1, and the reference potential Vref is maintained in the periods T17 to T21.
On the other hand, the drive signal COMb includes the slight vibration pulse P1 in the period T10, maintains the reference potential Vref in the periods T11 to T15, includes the inspection pulse P2 in the period T16, and maintains the predetermined potential Vx in the periods T17 to T19. In the period T20, the voltage drops from the predetermined potential Vx to the reference potential Vref, and in the period T21, the reference potential Vref is maintained.
That is, the waveform of the drive signal COMa in the unit period Ta composed of the periods T10 to T15 is substantially the same as the waveform of the drive signal COMb in the unit period Tb composed of the periods T16 to T21, and the drive signal COMa in the unit period Tb. The waveform is substantially the same as the waveform of the drive signal COMb in the unit period Ta.

図32に示す例では、単位期間Taにおいて、選択ユニットUA1に接続される圧電素子200に検査パルスP2を印加し、単位期間Taのうち期間T12において当該圧電素子200における残留振動を検出する。また、単位期間Tbにおいて、選択ユニットUA2に接続される圧電素子200に検査パルスP2を印加し、単位期間Tbのうち期間T18において当該圧電素子200における残留振動を検出する。また、他の選択ユニットUA3〜UAnに対応する圧電素子200には、単位期間Ta及び単位期間Tbにおいて微振動パルスP1が印加される。   In the example shown in FIG. 32, the inspection pulse P2 is applied to the piezoelectric element 200 connected to the selection unit UA1 in the unit period Ta, and the residual vibration in the piezoelectric element 200 is detected in the period T12 of the unit period Ta. Further, in the unit period Tb, the inspection pulse P2 is applied to the piezoelectric element 200 connected to the selection unit UA2, and the residual vibration in the piezoelectric element 200 is detected in the period T18 of the unit period Tb. In addition, the micro vibration pulse P1 is applied to the piezoelectric elements 200 corresponding to the other selection units UA3 to UAn in the unit period Ta and the unit period Tb.

図32に示す例において、まず、期間T10における供給部352Dの動作について検討する。期間T10では、選択ユニットUA1において、制御信号A1がハイレベルとなるため駆動信号COMa用のスイッチSW1aがオン状態となり、駆動信号COMaの検査パルスP2が圧電素子200−1に供給される。また、選択ユニットUA2において、制御信号B2がハイレベルとなるため駆動信号COMb用のスイッチSW1bがオン状態となり、駆動信号COMbの微振動パルスP1が圧電素子200−2に供給される。また、選択ユニットUA3〜UAnにおいて、制御信号B3〜Bnがハイレベルとなるため駆動信号COMb用のスイッチSW1bがオン状態となり、微振動パルスP1が圧電素子200−3〜200−nに供給される。   In the example shown in FIG. 32, first, the operation of the supply unit 352D in the period T10 is examined. In the period T10, in the selection unit UA1, since the control signal A1 becomes high level, the switch SW1a for the drive signal COMa is turned on, and the inspection pulse P2 of the drive signal COMa is supplied to the piezoelectric element 200-1. Further, in the selection unit UA2, since the control signal B2 becomes high level, the switch SW1b for the drive signal COMb is turned on, and the fine vibration pulse P1 of the drive signal COMb is supplied to the piezoelectric element 200-2. Further, in the selection units UA3 to UAn, the control signals B3 to Bn become high level, so that the switch SW1b for the drive signal COMb is turned on, and the micro vibration pulse P1 is supplied to the piezoelectric elements 200-3 to 200-n. .

次に、図32に示す例では、期間T12において、制御信号S1、Saがハイレベルとなり、選択ユニットUA1のスイッチSW2と、スイッチSW5と、がオン状態になる。また、制御信号Sc、A1、B1はローレベルとなるので、選択ユニットUA1のスイッチSW1a及びSW1bと、スイッチSW3がオフ状態になる。このため、圧電素子200−1に発生する起電力Voutが、スイッチSW2→内部配線L2→キャパシターC1→ノードN4の経路で伝送され、出力信号OUT1として出力される。この際、ノードN3の電位は、抵抗R3によって駆動信号COMaの所定電位Vxにバイアスされる。   Next, in the example illustrated in FIG. 32, in the period T12, the control signals S1 and Sa become high level, and the switch SW2 and the switch SW5 of the selection unit UA1 are turned on. Further, since the control signals Sc, A1, and B1 are at a low level, the switches SW1a and SW1b and the switch SW3 of the selection unit UA1 are turned off. For this reason, the electromotive force Vout generated in the piezoelectric element 200-1 is transmitted through the path of the switch SW2, the internal wiring L2, the capacitor C1, and the node N4, and is output as the output signal OUT1. At this time, the potential of the node N3 is biased to the predetermined potential Vx of the drive signal COMa by the resistor R3.

また、図32に示す例では、期間T11及び期間T13において、制御信号Sa、Sc、A1、S1がハイレベルとなる。このため、選択ユニットUA1のスイッチSW1a及びSW2がオン状態となり、スイッチSW3及びSW5がオン状態となる。このように、スイッチSW1a及びSW2を同時にオン状態にすることにより、ノードN3の電位が変動して、スイッチングノイズが発生するのを抑制することができる。また、スイッチSW3がオン状態となるので、ノードN4の電位がアナロググランドAGNDにクランプされる。これにより、スイッチングノイズが出力信号OUT1に重畳しないようにできる。   In the example shown in FIG. 32, the control signals Sa, Sc, A1, and S1 are at a high level in the period T11 and the period T13. For this reason, the switches SW1a and SW2 of the selection unit UA1 are turned on, and the switches SW3 and SW5 are turned on. In this way, by simultaneously turning on the switches SW1a and SW2, it is possible to suppress the occurrence of switching noise due to the potential of the node N3 changing. Further, since the switch SW3 is turned on, the potential of the node N4 is clamped to the analog ground AGND. Thereby, switching noise can be prevented from being superimposed on the output signal OUT1.

次に、図32に示す例では、期間T14において、制御信号A1がハイレベルとなり、スイッチSW1aがオン状態となるので、駆動信号COMaが圧電素子200−1に供給される。この結果、圧電素子200−1の上部電極122の電位が基準電位Vrefに戻される。   Next, in the example shown in FIG. 32, the control signal A1 becomes a high level and the switch SW1a is turned on in the period T14, so that the drive signal COMa is supplied to the piezoelectric element 200-1. As a result, the potential of the upper electrode 122 of the piezoelectric element 200-1 is returned to the reference potential Vref.

このように、図32に示す例では、単位期間Taにおいて、駆動信号COMaを用いて、圧電素子200−1に対応するヘッドの残留振動が計測される。この際、選択ユニットUA2の駆動信号COMb用のスイッチSW1bはオン状態となるので、圧電素子200−2には駆動信号COMbが供給される。   In this way, in the example shown in FIG. 32, the residual vibration of the head corresponding to the piezoelectric element 200-1 is measured in the unit period Ta using the drive signal COMa. At this time, since the switch SW1b for the drive signal COMb of the selection unit UA2 is turned on, the drive signal COMb is supplied to the piezoelectric element 200-2.

次に、図32に示す例では、単位期間Tbの期間T16〜期間T21の各々は、単位期間Taの期間T10〜期間T15の各々に対応している。具体的には、単位期間Tbの制御信号Saは単位期間Taの制御信号Sbと同じであり、単位期間Tbの制御信号Sbは単位期間Taの制御信号Saと同じであり、単位期間Tbの制御信号Scは単位期間Taの制御信号Scと同じであり、単位期間Tbの制御信号A1は単位期間Taの制御信号B2と同じであり、単位期間Tbの制御信号B1は単位期間Taの制御信号B1と同じであり、単位期間Tbの制御信号S1は単位期間Taの制御信号S2と同じであり、単位期間Tbの制御信号A2は単位期間Taの制御信号A2と同じであり、単位期間Tbの制御信号B2は単位期間Taの制御信号A1と同じであり、単位期間Tbの制御信号S2は単位期間Taの制御信号S1と同じである。
従って、単位期間Tbでは、選択ユニットUA2において駆動信号COMbを選択して、検査パルスP2を圧電素子200−2に印加し、圧電素子200−2の残留振動を検出する。
Next, in the example shown in FIG. 32, each of the period T16 to the period T21 of the unit period Tb corresponds to each of the period T10 to the period T15 of the unit period Ta. Specifically, the control signal Sa of the unit period Tb is the same as the control signal Sb of the unit period Ta, the control signal Sb of the unit period Tb is the same as the control signal Sa of the unit period Ta, and the control of the unit period Tb is performed. The signal Sc is the same as the control signal Sc in the unit period Ta, the control signal A1 in the unit period Tb is the same as the control signal B2 in the unit period Ta, and the control signal B1 in the unit period Tb is the control signal B1 in the unit period Ta. The control signal S1 of the unit period Tb is the same as the control signal S2 of the unit period Ta, the control signal A2 of the unit period Tb is the same as the control signal A2 of the unit period Ta, and the control of the unit period Tb The signal B2 is the same as the control signal A1 in the unit period Ta, and the control signal S2 in the unit period Tb is the same as the control signal S1 in the unit period Ta.
Therefore, in the unit period Tb, the selection unit UA2 selects the drive signal COMb, applies the inspection pulse P2 to the piezoelectric element 200-2, and detects the residual vibration of the piezoelectric element 200-2.

なお、第3実施形態では、期間T10では、駆動信号COMaに検査パルスP2を含ませ、駆動信号COMbに微振動パルスP1を含ませたが、微振動パルスP1の替わりにインクを吐出させる吐出パルスを含ませてもよい。この場合には、インクを吐出させるノズルNZとインクを非吐出として残留振動を検出するノズルNZとを混在させることが可能となる。   In the third embodiment, in the period T10, the inspection pulse P2 is included in the drive signal COMa and the fine vibration pulse P1 is included in the drive signal COMb. However, an ejection pulse for ejecting ink instead of the fine vibration pulse P1. May be included. In this case, it is possible to mix a nozzle NZ that ejects ink and a nozzle NZ that does not eject ink and detects residual vibration.

<D.第4実施形態>
第4実施形態に係るインクジェットプリンター1は、供給部352Dの替わりに供給部352Eを用いる点を除いて、第3実施形態のインクジェットプリンター1と同様に構成されている。
<D. Fourth Embodiment>
The inkjet printer 1 according to the fourth embodiment is configured in the same manner as the inkjet printer 1 of the third embodiment, except that a supply unit 352E is used instead of the supply unit 352D.

図33は、供給部352E及びn個の圧電素子200の構成を示す回路図である。この図に示すように供給部352Eは、上述した第3実施形態の供給部352Dに対して、ハイパスフィルターHPF2を追加した構成となっている。これによって、供給部352Eは、差動形式の出力信号OUT1及びOUT2を残留振動検出部356B(図27参照)に供給する。残留振動検出部356Bは、差動形式の出力信号OUT1及びOUT2に含まれる同相ノイズを除去しつつシングルエンド形式の出力信号OUT3を生成する差動増幅部39を備えるので、より的確に吐出状態を判定することが可能となる。   FIG. 33 is a circuit diagram illustrating the configuration of the supply unit 352E and the n piezoelectric elements 200. As shown in the drawing, the supply unit 352E has a configuration in which a high-pass filter HPF2 is added to the supply unit 352D of the third embodiment described above. Accordingly, the supply unit 352E supplies the differential output signals OUT1 and OUT2 to the residual vibration detection unit 356B (see FIG. 27). The residual vibration detection unit 356B includes the differential amplification unit 39 that generates the single-ended output signal OUT3 while removing the common-mode noise included in the differential output signals OUT1 and OUT2. It becomes possible to judge.

なお、第4実施形態に係る集積回路30においては、第2実施形態と同様に、供給部352Eの選択回路UXAが、高電圧領域AR2の下部配線層に設けられ、内部配線L1a及び内部配線L1bを含む内部配線L1が、部分領域AP1(部分領域AP1b)の上部配線層と、部分領域AP2(部分領域AP2b)の上部配線層に設けられ、内部配線L2が、
部分領域AP1(部分領域AP1a)の上部配線層と、部分領域AP2(部分領域AP2a)の上部配線層とに設けられる(図28参照)。
また、第4実施形態では、第2実施形態と同様に、シールド部SHが、平面視して、部分領域AP1及び部分領域AP2を少なくとも含む領域に設けられる(図28参照)。
In the integrated circuit 30 according to the fourth embodiment, as in the second embodiment, the selection circuit UXA of the supply unit 352E is provided in the lower wiring layer of the high voltage region AR2, and the internal wiring L1a and the internal wiring L1b. Including the internal wiring L1 is provided in the upper wiring layer of the partial area AP1 (partial area AP1b) and the upper wiring layer of the partial area AP2 (partial area AP2b).
It is provided in the upper wiring layer of partial region AP1 (partial region AP1a) and the upper wiring layer of partial region AP2 (partial region AP2a) (see FIG. 28).
In the fourth embodiment, similarly to the second embodiment, the shield part SH is provided in a region including at least the partial region AP1 and the partial region AP2 in plan view (see FIG. 28).

ところで、第4実施形態において、供給部352Eは、内部配線L1により供給される信号と、内部配線L2により供給される信号とを差動形式の入力信号として取り扱ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、内部配線L1または内部配線L2により供給される信号と、供給ラインLvにより供給される信号とを差動形式の入力信号として取り扱ってもよい。
図34は、第4実施形態の変形例に係る供給部352Fの回路図である。この図に示されるように、ハイパスフィルターHPF2には、基準電位VBSが供給される。この変形例によれば、内部配線L2と供給ラインLvとに重畳する同相ノイズを効果的に抑圧することができる。
Incidentally, in the fourth embodiment, the supply unit 352E treats the signal supplied by the internal wiring L1 and the signal supplied by the internal wiring L2 as differential input signals, but the present invention is not limited to this. Instead, the signal supplied from the internal wiring L1 or the internal wiring L2 and the signal supplied from the supply line Lv may be handled as differential input signals.
FIG. 34 is a circuit diagram of a supply unit 352F according to a modification of the fourth embodiment. As shown in this figure, the high-pass filter HPF2 is supplied with the reference potential VBS. According to this modification, it is possible to effectively suppress the common-mode noise superimposed on the internal wiring L2 and the supply line Lv.

<E.変形例>
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に述べる各種の変形例が可能である。また、各変形例は、変形例同士を適宜組み合わせてもよく、更に、上述した各実施形態と適宜組み合わせてもよい。
<E. Modification>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and for example, various modifications described below are possible. In addition, each modification may be appropriately combined with each other, and may be appropriately combined with each of the above-described embodiments.

<変形例1>
上述した実施形態において、シールド部SHは、低電圧領域AR1の部分領域AP1と、高電圧領域AR2の部分領域AP2と、を少なくとも含むように設けられたが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、図35に示すように、シールド部SHは、低電圧領域AR1の部分領域AP1に設けられていればよい。
高電圧領域AR2に形成される電子回路は、大振幅の信号を処理するための回路であり、
シールド部SHを設けない場合であっても、低電圧領域AR1に形成される電子回路と比較して、内部配線L1及びL2からのノイズの影響を受け難い。よって、シールド部SHを、少なくとも、平面視して部分領域AP1を含むように、つまり、低電圧領域AR1において内部配線L1及びL2を覆うように設けることで、集積回路30を構成する電子回路の誤動作を防止することが可能となる。
<Modification 1>
In the embodiment described above, the shield part SH is provided so as to include at least the partial region AP1 of the low voltage region AR1 and the partial region AP2 of the high voltage region AR2, but the present invention is limited to such a mode. For example, as shown in FIG. 35, the shield SH may be provided in the partial region AP1 of the low voltage region AR1.
The electronic circuit formed in the high voltage region AR2 is a circuit for processing a large amplitude signal,
Even in the case where the shield part SH is not provided, it is less susceptible to noise from the internal wirings L1 and L2 than the electronic circuit formed in the low voltage region AR1. Therefore, by providing the shield part SH so as to include at least the partial area AP1 in plan view, that is, to cover the internal wirings L1 and L2 in the low voltage area AR1, the electronic circuit constituting the integrated circuit 30 is provided. It becomes possible to prevent malfunction.

<変形例2>
上述した実施形態及び変形例において、集積回路30を有するICチップ301は、フレキシブルケーブル300に実装されるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、集積回路30は記録ヘッド20に設けられてもよい。
<Modification 2>
In the embodiment and the modification described above, the IC chip 301 having the integrated circuit 30 is mounted on the flexible cable 300. However, the present invention is not limited to such an aspect. May be provided.

<変形例3>
上述した実施形態及び変形例では、液体吐出装置としてヘッドの主走査方向と紙送りの副走査方向が異なるシリアルプリンタを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ヘッドの幅が用紙の幅となるラインプリンタであってもよい。残留振動による吐出状態の判定は、インクを用紙に吐出することなく実行できるので、ラインプリンタにおいて印刷中に吐出状態の検査を行うことが可能となる。
<Modification 3>
In the embodiment and the modification described above, the serial printer in which the main scanning direction of the head is different from the sub-scanning direction of the paper feed is described as an example of the liquid ejection device. However, the present invention is not limited to this, and the head May be a line printer whose width is the width of the paper. Since the determination of the ejection state due to residual vibration can be performed without ejecting ink onto the paper, it is possible to inspect the ejection state during printing in the line printer.

<変形例4>
上述した実施形態及び変形例において、液体吐出装置としてCMYKの4色のインクを吐出可能なインクジェットプリンターを例示して説明したが、1色以上のインクを吐出可能であればよい。つまり、上述した実施形態及び変形例では、4個のヘッドユニット35を備える場合を例示して説明したが、ヘッドユニット35の個数は1以上であればよい。
<Modification 4>
In the embodiment and the modification described above, the ink jet printer capable of ejecting four colors of CMYK inks has been described as an example of the liquid ejecting apparatus. However, it is sufficient that one or more inks can be ejected. That is, in the above-described embodiment and modification, the case where four head units 35 are provided has been described as an example, but the number of head units 35 may be one or more.

1・・・インクジェットプリンター、6・・・制御部、10・・・吐出状態判定部、20・・・記録ヘッド、30・・・集積回路、33・・・駆動信号生成部、35・・・ヘッドユニット、200・・・圧電素子、300・・・フレキシブルケーブル、301・・・ICチップ、352A・・・供給部、354・・・制御信号生成部、356A・・・残留振動検出部、D・・・吐出部、NZ・・・ノズル、L1・・・内部配線、L2・・・内部配線、LX1・・・外部配線、LX2・・・外部配線、U・・・選択ユニット、SW1・・・スイッチ、SW2・・・スイッチ、SH・・・シールド部SH。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inkjet printer, 6 ... Control part, 10 ... Ejection state determination part, 20 ... Recording head, 30 ... Integrated circuit, 33 ... Drive signal generation part, 35 ... Head unit, 200 ... piezoelectric element, 300 ... flexible cable, 301 ... IC chip, 352A ... supply unit, 354 ... control signal generation unit, 356A ... residual vibration detection unit, D ... Discharge unit, NZ ... Nozzle, L1 ... Internal wiring, L2 ... Internal wiring, LX1 ... External wiring, LX2 ... External wiring, U ... Selection unit, SW1,. -Switch, SW2 ... Switch, SH ... Shield part SH.

Claims (6)

圧電素子と、
内部に液体が充填され前記圧電素子の変位により当該内部の圧力が増減される圧力室と、
前記圧力室に連通し前記圧力室内部の圧力の増減に応じて前記圧力室の内部に充填された液体を吐出するノズルと、
前記圧力室に生じる残留振動に応じた前記圧電素子の起電力の変化を示す残留振動信号に基づいて前記ノズルからの液体の吐出状態を判定する吐出状態判定部と、
前記圧電素子を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記駆動信号を前記圧電素子へ伝達し、前記圧電素子の起電力の変化を検出する集積回路と、
前記集積回路と前記圧電素子とを電気的に接続するための第1外部配線と、
前記集積回路と前記吐出状態判定部とを電気的に接続するための第2外部配線と、
を備え、
前記集積回路は、
第1配線層に設けられ、前記圧電素子の起電力の変化を示す信号を増幅させて前記残留振動信号を生成する残留振動検出部と、
第2配線層に設けられ、前記駆動信号が供給される第1内部配線と、
前記第2配線層に設けられ、前記圧電素子の起電力が供給される第2内部配線と、
前記第1配線層に設けられ、前記第1外部配線と前記第1内部配線との間の導通及び非導通を切り替える第1スイッチと、
前記第1配線層に設けられ、前記第1外部配線と前記第2内部配線との間の導通及び非導通を切り替える第2スイッチと、
前記第1配線層及び前記第2配線層の間の第3配線層に設けられ、導電性材料よりなるシールド部と、
を具備し、
前記第1外部配線の経路長は、
前記第2外部配線の経路長よりも短い、
ことを特徴とする液体吐出装置。
A piezoelectric element;
A pressure chamber in which liquid is filled and a pressure of the inside is increased or decreased by displacement of the piezoelectric element;
A nozzle that communicates with the pressure chamber and discharges the liquid filled in the pressure chamber in accordance with the increase or decrease of the pressure in the pressure chamber;
A discharge state determination unit that determines a discharge state of the liquid from the nozzle based on a residual vibration signal indicating a change in electromotive force of the piezoelectric element according to the residual vibration generated in the pressure chamber;
A drive signal generator for generating a drive signal for driving the piezoelectric element;
An integrated circuit for transmitting the drive signal to the piezoelectric element and detecting a change in electromotive force of the piezoelectric element;
First external wiring for electrically connecting the integrated circuit and the piezoelectric element;
A second external wiring for electrically connecting the integrated circuit and the ejection state determination unit;
With
The integrated circuit comprises:
A residual vibration detection unit provided in the first wiring layer and amplifying a signal indicating a change in electromotive force of the piezoelectric element to generate the residual vibration signal;
A first internal wiring provided in the second wiring layer and supplied with the drive signal;
A second internal wiring provided in the second wiring layer and supplied with an electromotive force of the piezoelectric element;
A first switch that is provided in the first wiring layer and switches between conduction and non-conduction between the first external wiring and the first internal wiring;
A second switch that is provided in the first wiring layer and switches between conduction and non-conduction between the first external wiring and the second internal wiring;
A shield portion provided in a third wiring layer between the first wiring layer and the second wiring layer and made of a conductive material;
Comprising
The path length of the first external wiring is:
Shorter than the path length of the second external wiring,
A liquid discharge apparatus characterized by that.
前記集積回路は、
基板上に形成され、前記基板に垂直な方向から見たときに、第1部分領域を含む第1領域と、第2部分領域を含む第2領域とに区分され、
前記残留振動検出部は、
前記第1領域に設けられ、
前記第1スイッチ及び前記第2スイッチは、
前記第2領域に設けられ、
前記第2内部配線は、
前記第1部分領域と前記第2部分領域とに設けられ、
前記シールド部は、
前記第1領域のうち少なくとも前記第1部分領域を含む領域に設けられる、
ことを特徴とする、請求項1に記載の液体吐出装置。
The integrated circuit comprises:
Formed on a substrate and viewed from a direction perpendicular to the substrate, the first region including the first partial region and the second region including the second partial region,
The residual vibration detector is
Provided in the first region;
The first switch and the second switch are:
Provided in the second region;
The second internal wiring is
Provided in the first partial region and the second partial region;
The shield part is
Provided in a region including at least the first partial region of the first region;
The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the liquid ejecting apparatus is a liquid ejecting apparatus.
前記シールド部は、
前記第2領域のうち少なくとも前記第2部分領域を含む領域に設けられる、
ことを特徴とする、請求項2に記載の液体吐出装置。
The shield part is
Provided in a region including at least the second partial region of the second region,
The liquid ejecting apparatus according to claim 2, wherein the liquid ejecting apparatus is a liquid ejecting apparatus.
前記第1内部配線は、
前記第1部分領域と前記第2部分領域とに設けられる、
ことを特徴とする、請求項2または3に記載の液体吐出装置。
The first internal wiring is
Provided in the first partial region and the second partial region,
The liquid ejecting apparatus according to claim 2, wherein the liquid ejecting apparatus is a liquid ejecting apparatus.
前記集積回路は、
基板上に形成され、
前記第2配線層は、
前記第3配線層から見て、前記基板とは反対側の層である、
ことを特徴とする、請求項1に記載の液体吐出装置。
The integrated circuit comprises:
Formed on the substrate,
The second wiring layer is
When viewed from the third wiring layer, the layer is on the opposite side of the substrate.
The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the liquid ejecting apparatus is a liquid ejecting apparatus.
液体吐出装置に設けられるヘッドユニットであって、
圧電素子と、
内部に液体が充填され前記圧電素子の変位により当該内部の圧力が増減される圧力室と、
前記圧力室に連通し前記圧力室内部の圧力の増減に応じて前記圧力室の内部に充填された液体を吐出するノズルと、
前記圧電素子を駆動するための駆動信号を前記圧電素子に伝達し、前記圧電素子が駆動された後に前記圧力室に生じる残留振動に応じた前記圧電素子の起電力の変化を検出する集積回路と、
前記集積回路と前記圧電素子とを電気的に接続する第1外部配線と、
を備え、
前記集積回路は、
第1配線層に設けられ、前記圧電素子の起電力の変化を示す信号を増幅させた残留振動信号を生成する残留振動検出部と、
第2配線層に設けられ、前記駆動信号が供給される第1内部配線と、
前記第2配線層に設けられ、前記圧電素子の起電力が供給される第2内部配線と、
前記第1配線層に設けられ、前記第1外部配線と前記第1内部配線との間の導通及び非導通を切り替える第1スイッチと、
前記第1配線層に設けられ、前記第1外部配線と前記第2内部配線との間の導通及び非導通を切り替える第2スイッチと、
前記第1配線層及び前記第2配線層の間の第3配線層に設けられ、導電性材料よりなるシールド部と、
を具備する、
ことを特徴とするヘッドユニット。
A head unit provided in the liquid ejection device,
A piezoelectric element;
A pressure chamber in which liquid is filled and a pressure of the inside is increased or decreased by displacement of the piezoelectric element;
A nozzle that communicates with the pressure chamber and discharges the liquid filled in the pressure chamber in accordance with the increase or decrease of the pressure in the pressure chamber;
An integrated circuit for transmitting a drive signal for driving the piezoelectric element to the piezoelectric element and detecting a change in electromotive force of the piezoelectric element according to residual vibration generated in the pressure chamber after the piezoelectric element is driven; ,
A first external wiring that electrically connects the integrated circuit and the piezoelectric element;
With
The integrated circuit comprises:
A residual vibration detection unit that is provided in the first wiring layer and generates a residual vibration signal obtained by amplifying a signal indicating a change in electromotive force of the piezoelectric element;
A first internal wiring provided in the second wiring layer and supplied with the drive signal;
A second internal wiring provided in the second wiring layer and supplied with an electromotive force of the piezoelectric element;
A first switch that is provided in the first wiring layer and switches between conduction and non-conduction between the first external wiring and the first internal wiring;
A second switch that is provided in the first wiring layer and switches between conduction and non-conduction between the first external wiring and the second internal wiring;
A shield portion provided in a third wiring layer between the first wiring layer and the second wiring layer and made of a conductive material;
Comprising
A head unit characterized by that.
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